Máy cắt phụ tải chân không xoay chiều cao áp trong nhà FZN21-40.5 và tổ hợp máy cắt phụ tải – cầu chì FZRN21-40.5D được chế tạo dành cho các trạm biến áp kiểu kios 35 kV trong mạng lưới 40.5 kV, tần số 50 Hz. Cả hai thiết bị đều có thể sử dụng độc lập như một thiết bị đóng cắt riêng lẻ.
Máy cắt phụ tải thực hiện đóng cắt dòng tải và dòng quá tải ở mức 1250 A và không cần bảo trì trong quá trình vận hành; đối với tổ hợp, cầu chì có chốt tác động mắc nối tiếp sẽ cắt dòng ngắn mạch ở mức 20 kA.
Ký hiệu model
Ký hiệu của tổ hợp được đọc là FZRN21-40.5D/50-20, giải thích từng ký tự như sau:
- F: Máy cắt phụ tải
- Z: Chân không
- R: Có kết hợp cầu chì
- N: Trong nhà
- 21: Số thứ tự thiết kế
- 40.5: Điện áp định mức, kV
- D: Có dao tiếp địa
- 50: Dòng điện định mức, A
- 20: Dòng điện cắt ngắn mạch định mức, kA
Nếu không có ký tự R, ký hiệu FZN21-40.5 mô tả máy cắt phụ tải độc lập, định mức 1250 A, đảm nhận nhiệm vụ đóng cắt tải và quá tải, đồng thời dựa vào thiết bị bảo vệ phía trên để xử lý dòng sự cố.
Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động
Ba cực được lắp trên một khung thép chung: cơ cấu thao tác bằng lò xo dẫn động dao cách ly và dao tiếp địa thông qua thanh kéo cách điện, buồng dập hồ quang chân không ngắt mạch điện, và bảng điều khiển phía trước hiển thị vị trí của từng bộ phận. Dao cách ly tạo ra khoảng hở cách ly có thể nhìn thấy được và dao tiếp địa nối đất phía đã ngắt điện trước khi bảo trì.
Buồng chân không chỉ dẫn điện tại thời điểm đóng và cắt, điều này cho phép thiết bị được cung cấp dưới dạng loại không cần bảo trì với tuổi thọ cơ khí lên đến 10.000 lần đóng cắt.
Xử lý và Bảo trì Cầu chì
Chốt tác động của cầu chì mắc nối tiếp sẽ kích hoạt bộ nhả, do đó tình trạng cầu chì bị nổ sẽ được báo hiệu ngay tại máy cắt thay vì chỉ dựa vào hệ thống bảo vệ. Ngăn cầu chì chỉ được mở sau khi mạch đã được cách ly và tiếp địa, và cầu chì được thay thế chính xác bằng loại có cùng định mức.
Những hạng mục cần bảo trì còn lại là cơ cấu cơ khí, các khóa liên động và cách điện, cũng như bản thân buồng dập hồ quang khi độ mòn tiếp điểm đạt mức cho phép 3 mm; không cần châm thêm dầu hoặc khí.
Thông số kỹ thuật
Điều kiện vận hành
- Nhiệt độ môi trường: Tối đa +40℃, tối thiểu -25℃
- Độ cao: Không quá 1000 m
- Độ ẩm tương đối: Trung bình ngày không quá 95%, trung bình tháng không quá 90%
- Cường độ địa chấn: Không quá 8 độ
- Điều kiện hiện trường: Không có hỏa hoạn, nguy cơ cháy nổ, ăn mòn hóa học hoặc rung động mạnh
- Mức độ ô nhiễm: II
Thông số hiệu suất điện
| STT | Hạng mục | Đơn vị | Tổ hợp FZRN21-40.5D | Máy cắt phụ tải FZN21-40.5 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Điện áp định mức | kV | 40.5 | |
| 2 | Tần số định mức | Hz | 50 | |
| 3 | Dòng điện chịu đựng ngắn hạn định mức (4 s) | kA | 16 | |
| 4 | Dòng điện định mức | A | 50 | 1250 |
| 5 | Dòng cắt tải thuần trở định mức | A | / | 1250 |
| 6 | Dòng cắt mạch vòng định mức | A | / | 1250 |
| 7 | Dòng điện đỉnh chịu đựng định mức | kA | / | 40 |
| 8 | Dòng điện cắt ngắn mạch định mức | kA | 20 | / |
| 9 | Dòng nạp cáp định mức | A | / | 21 |
| 10 | Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 1 phút (khoảng hở chân không, giữa các pha và pha-đất / qua khoảng hở cách ly) | kV | 95/110 | |
| 11 | Điện áp chịu đựng xung sét (khoảng hở chân không, giữa các pha và pha-đất / qua khoảng hở cách ly) | kV | 185/215 | |
| 12 | Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 1 phút của mạch điều khiển và phụ trợ | kV | 2 | |
| 13 | Tuổi thọ cơ khí | lần đóng cắt | 10000 | |
| 14 | Độ mòn cho phép của tiếp điểm buồng chân không | mm | 3 | |
| 15 | Mô-men thao tác bằng tay | N·m | Không quá 250 | |
Thông số hiệu suất cơ khí
| STT | Hạng mục | Đơn vị | Giá trị |
|---|---|---|---|
| 1 | Khoảng hở tiếp điểm | mm | 17±1 |
| 2 | Hành trình vượt của tiếp điểm | mm | 5±1 |
| 3 | Tốc độ đóng trung bình | m/s | 0.6±0.2 |
| 4 | Tốc độ cắt trung bình | m/s | 1.5±0.2 |
| 5 | Độ lệch thời gian đóng cắt giữa ba cực | ms | ≤2 |
| 6 | Thời gian nảy tiếp điểm khi đóng | ms | ≤3 |
| 7 | Khoảng cách hở giữa các phần mang điện và xuống đất | mm | ≥300 |
| 8 | Điện trở mạch chính (không bao gồm cầu chì) | μΩ | Không quá 150 |
Lắp đặt và đấu dây
Lắp đặt và Chạy thử
Thiết bị được bắt vít vào khung tủ qua sáu rãnh 17 x 22 mm, các vị trí đóng, cắt và tiếp địa cùng các khóa liên động được kiểm tra trên cả ba cực, cầu chì có chốt tác động được lắp đặt với chốt ăn khớp vào bộ nhả, và điện trở mạch chính cùng các khoảng cách hở được đo lường trước khi đóng điện.
Kích thước tổng thể
- Mặt trước: chiều rộng tổng thể 1060 mm với 1015 mm giữa các khung ngoài, khoảng cách cực 410 ± 2 mm được đánh dấu hai lần, và các bậc thẳng đứng 99 mm, 285 mm, 400 mm và 450 mm.
- Rãnh lắp đặt: sáu rãnh 17 x 22 mm trên khung.
- Mặt bên: 1065 mm trên đỉnh, với các bậc 22 mm và 173 mm, kích thước dọc 255 mm, 450 mm và 1050 mm, chiều cao tổng thể 1610 mm và 680 mm ở đế.
- Đầu cực: kết nối dưới khoan 4 lỗ 12.5 mm và kết nối trên 2 lỗ 12.5 mm; kích thước được đánh dấu (15) chỉ áp dụng khi có lắp dao tiếp địa.
- Chi tiết tủ: bản vẽ tổng thể chứa đầy đủ bộ kích thước; hãy yêu cầu bản vẽ để cắt tủ và khoan thanh cái.
Chú thích các bộ phận
Các số thứ tự dưới đây tuân theo bản vẽ tổng thể và lắp đặt của dòng sản phẩm:
- Khung
- Cơ cấu thao tác bằng lò xo
- Bộ ngắt
- Dao cách ly
- Thanh kéo cách điện
- Bảng điều khiển
- Buồng dập hồ quang chân không
- Sứ cách điện đỡ
- Dao tiếp địa
Ứng dụng
- Trạm biến áp kiểu kios 35 kV trong nhà và trạm phân phối hợp bộ
- Mạng phân phối 40.5 kV, 50 Hz để điều khiển tải và bảo vệ ngắn mạch
- Lộ tải máy biến áp được bảo vệ bởi tổ hợp máy cắt phụ tải – cầu chì
- Các lắp đặt không dùng dầu, không cần mở đại tu giữa các kỳ bảo trì và đóng cắt thường xuyên
Lựa chọn và câu hỏi thường gặp
Hướng dẫn lựa chọn
- Chọn máy cắt hoặc tổ hợp máy cắt. FZN21-40.5 chịu tải 1250 A và dựa vào bảo vệ phía trên cho sự cố; các lộ tải máy biến áp trong trạm kios 35 kV thường sử dụng tổ hợp FZRN21-40.5D, nơi cầu chì có chốt tác động cắt dòng ngắn mạch 20 kA và mất pha sẽ được báo hiệu tại máy cắt.
- Kiểm tra khả năng chịu đựng ngắn hạn trước tiên. Mức 16 kA trong 4 giây với dòng đỉnh chịu đựng định mức 40 kA sẽ quyết định kích thước thanh cái, cáp và phối hợp bảo vệ phía trên; hãy xác minh cả hai với mạng lưới trước khi đặt hàng.
- Xác nhận mức cách điện cho mạng lưới 40.5 kV. Thiết bị có định mức 95/110 kV ở tần số công nghiệp 1 phút và 185/215 kV xung sét, với 2 kV cho mạch điều khiển và phụ trợ, cùng khoảng cách hở giữa các phần mang điện và xuống đất không nhỏ hơn 300 mm.
- Tính toán nhiệm vụ cáp và máy biến áp. Máy cắt cắt dòng nạp cáp 21 A và dòng tải thuần trở cùng dòng mạch vòng 1250 A, do đó cùng một khung vỏ đáp ứng được cả mạch vòng mạng cáp và lộ tải máy biến áp trực tiếp.
- So sánh với các sản phẩm khác trong dải. Đối với 40.5 kV ngoài trời trên cột hoặc trong tủ, hãy chọn FZW-40.5; đối với mạng lưới 12 kV, FZN21A-12D là cùng dòng ở điện áp thấp hơn, và FZN25-12DG đáp ứng dải 630 đến 1250 A ở 12 kV.
Câu hỏi thường gặp
Q1: FZN21-40.5 được sử dụng để làm gì?
Đây là máy cắt phụ tải chân không ba pha trong nhà dành cho mạng lưới 40.5 kV, 50 Hz, được chế tạo cho phía 35 kV của trạm biến áp kiểu kios. Thiết bị đóng cắt dòng tải và dòng quá tải, cách ly mạch điện thông qua khoảng hở nhìn thấy được trên dao cách ly và tiếp địa phía đã ngắt điện bằng dao tiếp địa. Tổ hợp FZRN21-40.5D bổ sung cầu chì có chốt tác động để cùng một khung vỏ cũng cắt được dòng ngắn mạch 20 kA.
Q2: Tại sao trang lại ghi đồng thời 40.5 kV và 35 kV?
Cả hai đều chính xác và mô tả các khía cạnh khác nhau. 40.5 kV là điện áp định mức của thiết bị đóng cắt, mức điện áp cao nhất mà thiết bị được thiết kế để chịu đựng, trong khi 35 kV là tên gọi của hệ thống mà nó phục vụ, cụ thể là phía 35 kV của trạm biến áp kiểu kios. Thiết bị đóng cắt định mức 40.5 kV là lựa chọn tiêu chuẩn cho mạng 35 kV vì nó để lại biên độ an toàn cho điện áp vận hành của mạng lưới đó.
Q3: Cách đọc ký hiệu FZRN21-40.5D/50-20 như thế nào?
F là máy cắt phụ tải, Z là môi trường chân không, R biểu thị kết hợp cầu chì, N là sử dụng trong nhà, 21 là số thứ tự thiết kế, 40.5 là điện áp định mức tính bằng kV, D là có trang bị dao tiếp địa có khả năng đóng, 50 là dòng điện định mức của tổ hợp tính bằng A và 20 là dòng điện cắt ngắn mạch định mức tính bằng kA. Nếu không có R, FZN21-40.5 là máy cắt độc lập ở mức 1250 A.
Q4: Sự khác biệt giữa thiết bị 40.5 kV trong nhà này và FZW-40.5 là gì?
Cả hai đều hoạt động ở 40.5 kV và ngắt trong buồng chân không, nhưng phục vụ các vị trí lắp đặt khác nhau. FZW-40.5 là máy cắt phụ tải chân không cách ly ngoài trời, được chế tạo để lắp trên cột hoặc trong tủ ngoài trời với cách điện chống chịu thời tiết. FZN21-40.5 này là thiết bị trong nhà dành cho ngăn thiết bị đóng cắt của trạm biến áp kiểu kios 35 kV, với khung vỏ 1250 A, chịu đựng 16 kA trong 4 giây và cầu chì tổ hợp. Hãy chọn loại ngoài trời khi máy cắt tiếp xúc với thời tiết, và chọn loại này khi nó được lắp bên trong tủ.
Q5: Thiết bị này so sánh như thế nào với các thành viên 12 kV trong cùng dòng?
Thiết kế và môi trường ngắt là như nhau, nhưng cấp điện áp thì khác. FZN21A-12D là phiên bản 12 kV của dòng này với khung vỏ 630 A, và FZN25-12DG là một thiết bị chân không 12 kV trong nhà khác. FZN21-40.5 này nâng điện áp định mức lên 40.5 kV, mức cách điện lên 95/110 kV tần số công nghiệp và 185/215 kV xung sét, và dòng khung vỏ lên 1250 A, do đó không thể thay thế cho thiết bị 12 kV hoặc ngược lại.
Q6: Máy cắt phụ tải có thực sự không cần bảo trì và cầu chì được thay như thế nào?
Máy cắt phụ tải được thiết kế không cần bảo trì trong quá trình vận hành: các tiếp điểm hoạt động bên trong buồng chân không kín, do đó không cần châm thêm dầu, khí hoặc bù tiếp điểm, và tuổi thọ cơ khí là 10.000 lần đóng cắt. Những việc còn lại là kiểm tra định kỳ cơ cấu, khóa liên động và điện trở mạch chính, cũng như thay thế buồng dập hồ quang khi độ mòn tiếp điểm đạt mức cho phép 3 mm. Trên tổ hợp, cầu chì có chốt tác động chỉ được tiếp cận sau khi mạch đã cách ly và tiếp địa, và nó được thay thế chính xác bằng loại có cùng định mức để chốt vẫn kích hoạt được bộ nhả.