ทำไมตัวต่อวงจรจึงไหม้บ่อยๆ การป้องกันการโหลดเกินและการลัดวงจรต้องทำพร้อมกัน

ตัวต่อวงจรใช้ในการเปิดและปิดโหลดที่ต้องการการทำงานดังกล่าวในระหว่างการใช้งานปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกิจกรรมเฉพาะเช่น แสงสว่างสาธารณะแรงดันกลางและมอเตอร์ไฟฟ้าอุตสาหกรรม

ตัวควบคุมแบบตัวต่อวงจรแรงดันกลาง + ฟิวส์ (F-C) สามารถควบคุมมอเตอร์ได้ถึง 12 kV อย่างไรก็ตาม ตัวควบคุมแรงดันกลางยังเหมาะสมสำหรับการให้พลังงานแก่โหลดประเภทอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหม้อแปลง สำหรับโหลดเหล่านี้ ตัวต่อวงจรโดยทั่วไปจะถูกปรับเปลี่ยนเพื่อรวมล็อคทางกล เพื่อที่ตัวต่อวงจรจะไม่เปิดโดยอัตโนมัติเมื่อแรงดันระบบล้มเหลว

ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลมีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนกับตัวต่อวงจรที่ถือด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม แทนที่จะพึ่งพาขดลวดหลักที่มีกระแสไฟฟ้าผ่านอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาสถานะปิดของตัวต่อวงจร ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลใช้ล็อคทางกลเพื่อรักษาสถานะปิด ในสาระสำคัญ ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลจำลองวงจรตัดไฟแรงดันกลาง แต่ต้องระลึกไว้ว่ามีความแตกต่างระหว่างตัวต่อวงจรและวงจรตัดไฟ

การพิจารณาสำหรับวงจรควบคุม

เมื่อตัวต่อวงจรที่ถือด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าแบบดั้งเดิมปิดแล้ว มันจะคงอยู่ในสถานะปิดตราบใดที่ขดลวดหลักมีกระแสไฟฟ้าผ่าน โดยทั่วไป แหล่งจ่ายไฟควบคุมสำหรับวงจรขดลวดหลักคือหม้อแปลงกำลังควบคุม ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตัวควบคุมทั้งหมด ดังนั้น สำหรับโหลดมอเตอร์ เมื่อแรงดันระบบล้มเหลว มอเตอร์จะถูกตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติ ทำให้ป้องกันความเสียหายต่มอเตอร์

ในทางตรงกันข้าม ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลจะคงอยู่ในสถานะปิดเมื่อแรงดันระบบล้มเหลว ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโหลดเป็นประเภทที่ต้องการการรี-เชื่อมต่อโดยอัตโนมัติเมื่อแรงดันระบบกลับมา เช่น หม้อแปลงแสงสว่าง

ตัวต่อวงจรที่ถือด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าจะเปิดเมื่อตัวต่อในวงจรควบคุมขดลวดหลักเปิด ในทางตรงกันข้าม ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลจะปลดล็อคโดยการปิดตัวต่อในวงจรล็อค ทำให้ตัวต่อวงจรสามารถเปิดได้ ดังนั้น การควบคุมที่ต้องการสำหรับตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลคล้ายคลึงกับวงจรตัดไฟแรงดันกลาง

ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลต้องการแหล่งจ่ายไฟควบคุมที่เชื่อถือได้สำหรับการทริป แหล่งจ่ายไฟกระแสตรง (แบตเตอรี่) เป็นที่นิยม แต่หากแหล่งจ่ายไฟควบคุมเพียงแห่งเดียวคือหม้อแปลงกำลังควบคุมที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟแรงดันหลัก ตัวทริปแบบกระแสสลับที่ใช้คาปาซิเตอร์จะเหมาะสมสำหรับการใช้งาน

วงจรปิดควรใช้ปุ่มติดต่อชั่วขณะเพื่อให้ขดลวดหลักมีกระแสไฟฟ้าผ่านเฉพาะในระหว่างการปิด เช่นเดียวกัน วงจรทริป (ปลดล็อค) ควรใช้ปุ่มติดต่อชั่วขณะ สำหรับการทริปโดยอัตโนมัติของรีเลย์ป้องกัน ต้องเชื่อมต่อตัวต่อที่เปิดอยู่ในวงจรทริป (ปลดล็อค) และต้องเชื่อมต่อตัวต่อที่ปิดอยู่จากรีเลย์ป้องกันในวงจรปิด วัตถุประสงค์ของตัวต่อที่ปิดอยู่ในวงจรปิดคือเพื่อให้แน่ใจว่าวงจรขดลวดหลักจะถูกตัดกระแสในระหว่างการทริป นอกจากนี้ยังควรรวมฟังก์ชันรีเลย์ล็อค (86) ไม่ว่าจะผ่านฟังก์ชัน 86 ในรีเลย์ไมโครโปรเซสเซอร์หลายฟังก์ชันบางตัว หรือผ่านรีเลย์ล็อคแยกต่างหาก

สำคัญคือ วงจรควบคุมภายนอกของผู้ใช้ไม่ควรมีตัวต่อที่ถือในวงจรปิด ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลทำงานเหมือนกับตัวต่อวงจรที่ถือด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า พร้อมกับการเพิ่มล็อคทางกล หากวงจรขดลวดหลักมีกระแสไฟฟ้าผ่านอย่างต่อเนื่อง ตัวต่อวงจรจะคงอยู่ในสถานะปิดแม้ว่าจะมีการดำเนินการปลดล็อค

แหล่งข้อมูลต่าง ๆ มีการประเมินเวลาที่ต้องอนุญาตระหว่างการหยุดการทำงานและการรี-เชื่อมต่อภายหลังแตกต่างกัน แหล่งข้อมูลส่วนใหญ่ระบุว่าต้องมีอย่างน้อยหกวงจรระหว่างการหยุดการอาร์ก (เมื่อเปิด) และการปิดตัวต่อในกระบวนการปิดต่อไป

การพิจารณาเกี่ยวกับวงจรตัดไฟและวงจรป้องกันโอเวอร์โหลด

ตัวต่อวงจรที่ใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับหม้อแปลงแตกต่างจากตัวต่อวงจรที่ใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับมอเตอร์เพียงแค่คุณสมบัติของฟิวส์จำกัดกระแส ฟิวส์ที่ใช้ในการป้องกันวงจรมอเตอร์คือฟิวส์ชนิด M ซึ่งมีคุณสมบัติป้องกันที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานมอเตอร์ สำหรับวงจรป้อนหม้อแปลง ฟิวส์ควรเป็นฟิวส์ชนิด T ที่ออกแบบมาเพื่อให้การป้องกันที่เหมาะสมสำหรับหม้อแปลง

ตัวต่อวงจรที่ไม่มีฟิวส์มีความสามารถในการตัดกระแสจำกัด ดังนั้น ตัวต่อวงจรต้องใช้ร่วมกับฟิวส์จำกัดกระแสเสมอ การผสมผสานระหว่างตัวต่อวงจร (ซึ่งตัดกระแสโหลดปกติและกระแสโอเวอร์โหลดปานกลาง) และฟิวส์จำกัดกระแส (ซึ่งตัดกระแสที่เกินความสามารถของตัวต่อวงจรเพียงลำพัง) ให้ความสามารถในการตัดกระแสโอเวอร์โหลดและตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรครบถ้วน

รีเลย์โอเวอร์โหลดควรใช้เพื่อให้การป้องกันกระแสโอเวอร์โหลดปานกลาง เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานของฟิวส์โดยไม่จำเป็น การป้องกันนี้ต้องประสานกับความสามารถในการขนส่งกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องของชุดฟิวส์-ตัวต่อวงจร เนื่องจากฟิวส์สร้างความร้อนอย่างมาก จึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่ฟิวส์จะมีขนาดใหญ่กว่าที่แนะนำสำหรับกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น รีเลย์โอเวอร์โหลดให้การป้องกันโอเวอร์โหลดไม่เพียงแต่สำหรับหม้อแปลงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงชุดฟิวส์-ตัวต่อวงจรด้วย ซึ่งเหมาะสมเพราะฟังก์ชันของฟิวส์คือการให้การป้องกันกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ไม่ใช่การป้องกันโอเวอร์โหลด

การป้องกันเฟสเดียว

อุปกรณ์ป้องกันโอเวอร์โหลดมอเตอร์รุ่นใหม่โดยทั่วไปมีฟังก์ชันป้องกันเพื่อทำการตัดการเชื่อมต่อมอเตอร์โดยอัตโนมัติเมื่อเฟสหนึ่งของแหล่งจ่ายไฟเข้าหายไป อย่างไรก็ตาม สำหรับวงจรป้อนที่ไม่ใช่มอเตอร์ การป้องกัน "เฟสเดียว" อาจไม่จำเป็นหรือไม่พึงประสงค์ ตัวอย่างเช่น โหลดคอนเดนเซอร์หรือแสงสว่างโดยทั่วไปไม่ได้รับความเสียหายจากการขาดเฟสเดียว อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้ควรพิจารณาว่าการป้องกันเฟสเดียวเหมาะสมหรือไม่ วิธีที่พบบ่อยที่สุดในการใช้งานฟังก์ชันนี้คือการให้อุปกรณ์ทริปฟิวส์ ซึ่งถูกกระทำโดยเครื่องสอดใส่ในฟิวส์จำกัดกระแส ด้วยตัวเลือกนี้ เมื่อฟิวส์จำกัดกระแสหลักใด ๆ ทำงาน ตัวสอดใส่บนฟิวส์จะกระทำแขนทริป ทำให้ตัวต่อวงจรเปิด

การพิจารณาอื่น ๆ สำหรับการใช้งาน

ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลมีลักษณะการใช้งานที่คล้ายคลึงกับตัวต่อวงจรที่ถือด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า ต่างจากวงจรตัดไฟ ตัวต่อวงจรถูกออกแบบมาสำหรับการทำงานบ่อยครั้ง ด้วยการทำงานทางไฟฟ้า 200,000 ครั้ง ขนาดของหม้อแปลงที่สามารถจ่ายพลังงานจากตัวต่อวงจรได้นั้น แน่นอนว่าจำกัดโดยฟิวส์ที่มีอยู่ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 7.2 kV) และความสามารถในการขนส่งกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องของตัวต่อวงจร

ตัวต่อวงจรถูกออกแบบมาเพื่อมีความต้องการพลังงานควบคุมที่ต่ำ ดังนั้น ความเร็วในการปิดและเปิดอาจช้าค่อนข้างมาก ระยะเวลาปิดทั่วไปคือ 40 มิลลิวินาทีสำหรับ 400 A และ 70 มิลลิวินาทีสำหรับ 720 A ในขณะที่ระยะเวลาเปิดคือ 90 มิลลิวินาทีสำหรับ 400 A และ 35 มิลลิวินาทีสำหรับ 720 A แม้ว่าระยะเวลานี้จะยาวนานกว่าระยะเวลาการทำงานของวงจรตัดไฟ แต่โดยทั่วไปไม่ต้องการการพิจารณาพิเศษสำหรับวงจรควบคุมหรือขั้นตอนการทำงานของระบบ ตัวต่อวงจรที่มีล็อคถูกผสานเข้ากับการออกแบบของตัวควบคุมแรงดันกลาง ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีส่วนเปลี่ยนแปลงและตู้สวิตช์ขนาดใหญ่ที่ต้องการสำหรับวงจรตัดไฟ เนื่องจากตัวต่อวงจรที่มีล็อคใช้ฟิวส์ในการป้องกันกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ฟิวส์อาจทำงานในกรณีที่เกิดความผิดพลาดรุนแรง หากเกิดขึ้น จะมีการหยุดทำงานที่ยาวนานกว่าที่ต้องการเมื่อใช้วงจรตัดไฟ อย่างไรก็ตาม ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าความผิดพลาดรุนแรงค่อนข้างหายาก ดังนั้น นี่ไม่น่าจะเป็นปัญหาใหญ่

สรุป

ตัวต่อวงจรถูกใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับหม้อแปลงและโหลดที่ไม่ใช่มอเตอร์อื่น ๆ มาหลายทศวรรษ และการใช้งานได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การใช้ตัวต่อวงจรที่มีล็อคทางกลเหมาะสมเป็นพิเศษเมื่อหม้อแปลงถูกจ่ายพลังงานโดยตัวต่อวงจรแรงดันกลาง