Beskerming van Amerikaanse styl houertransformatorse veiligheidsknoppies
Inleiding tot vuses van Amerikaanse-styl doos transformators
Amerikaanse-styl doos transformators gebruik in die algemeen 'n kombinasie van steek-in vuses en rugsteunbeskerming vuses in reeks om beskerming te verskaf. Die beskermingsbeginsel is gevorderd en betroubaar, en die bediening is eenvoudig. Die rugsteunbeskerming vuse is 'n olie-geëlimineerde stroombeperkende vuse, wat gewoonlik binne in die doos transformator geïnstalleer word. Dit sal slegs wanneer 'n fout binne in die doos transformator voorkom, operasioneel word, en dit word gebruik om die hoëspanningslyn te beskerm. Die steek-in vuse is 'n olie-geëlimineerde steek-in vuse, wat sal smelt wanneer 'n kortsluitfout op die sekondêre kant voorkom, of wanneer daar 'n oorbelasting is of die olie temperatuur te hoog is. Die steek-in vuse is 'n hooftoebehôr vir oorstroombeskerming van olie-geëlimineerde doos transformators in die elektrisiteitsverspreidingsisteem.
Die vuses binne kan in drie tipes geklassifiseer word: stroomtipe, dubbel-gevoeligheidstipe, en dubbel-faktortipe. Die vuse kan sonder om die doos transformator af te skakel vervang word. Wanneer die stroomtipe vuse in reeks met die rugsteunbeskerming vuse verbonden word, vorm dit 'n "dubbele vuse beskerming". Die stroomtipe vuse word vir oorbelastingsbeskerming gebruik, en die rugsteunbeskerming vuse word gebruik om teen interne foute van die transformator (soos spoel kortsluitfoute, ens.) te beskerm. Wanneer die dubbel-gevoelige vuse in reeks met die rugsteunbeskerming vuse verbonden word, vorm dit ook 'n "dubbele vuse beskerming". Die dubbel-gevoelige vuse beskerm teen foute of oorbelastings aan die laagspanningskant van die transformator in terme van beide stroom en temperatuur.
Die rugsteunbeskerming vuse word gebruik om teen interne foute van die transformator (soos spoel kortsluitfoute, ens.) te beskerm. Die standaard ampeer-sekonde kurwe kan akkuraat saamwerk met die vuses en skakele aan bo en onder. Wanneer die dubbel-faktor vuse in reeks met die rugsteunbeskerming vuse verbonden word, vorm dit "dubbele vuse beskerming". Die dubbel-faktor vuse beskerm teen foute of oorbelastings aan die laagspanningskant van die transformator vanuit die aspekte van beide stroom en temperatuur. Die rugsteunbeskerming vuse word gebruik om teen interne foute van die transformator (soos spoel kortsluitfoute, ens.) te beskerm, en sy standaard ampeer-sekonde kurwe kan akkuraat saamwerk met die vuses en skakele aan bo en onder.
Basiese Struktuur van Vuses
Vuses het verskillende strukture volgens die funksies wat hulle uitvoer. Hierdie artikel gee 'n kort inleiding tot die McGraw Edison NX tipe stroombeperkende vuse van COOPER (Cooper) Maatskappy in die Verenigde State.
Die McGraw Edison NX tipe stroombeperkende vuse struktuur word in Figuur 1 getoon. Dit bevat 'n smeltbare element met 'n puur silwer vuse strook. Die puur silwer vuse strook is om 'n mika ondersteuning (spinnekop-vormige ondersteuningskomponent) gewond, en hierdie ondersteuning kan ioniseerde gas genereer wat help om die sirkel te open. Die vuse en kwarsand word in 'n glasvezel isolasie buis geïnstalleer.
1 - Hoog-puurs kwarsand vulsel;2 - Mika ondersteuning;3 - Soliede koper terminal;4 - Dubbele sigelsisteem;5 - Identifikasie etiket;6 - Glasvezel omslag;7 - Puur silwer vuse strook.
Figuur 1. Basiese samestellende elemente van die McGraw Edison NX tipe stroombeperkende vuse.
Soos in Figuur 1 getoon, die McGraw Edison NX tipe stroombeperkende vuse (ander vuse modelle het soortgelyke strukture as hierdie vuse) sluit hoofsaaklik in:
Hoog-puurs kwarsand vulsel. Die spesifieke korrelgrootte, puurheid, en digtheid verskaf hitteabsorpsie en boogblus eienskappe, wat noodsaaklik is vir die vuse om konsekwente verduideliking eienskappe en 'n lae energiedoorgangvlak te handhaaf.
Mika ondersteuning. Tydens die werking van die vuse verskaf die mika ondersteuning stabiele windingsondersteuning sonder dat dit gas en drukakkumulasie genereer.
Soliede koper terminal. Die messing stopper word gekies om 'n elektriese geleidende verbindingspunt met 'n lengte van 0,25 tot 10 duim te verskaf.
Dubbele sigelsisteem. Die nitril rubber sigel en epoxyhars sigelmedium kan die integriteit van die vuse sigel verseker.
Vaste identifikasie etiket. Dit is gemaklik vir gebruikers om spannings, stroomparameters, bestelnombres, en ander inligting te verkry.
Glasvezel omslag. Dit verskaf hoë sterkte vir die vuse en die integriteit van instandhouding, wat die vuse in staat stel om 'n beskermingsbereik vanaf die minimum smeltstroom tot 'n maksimum van 50 kA tydens enige onderbrekingsproses te verdra.
Puur silwer vuse strook. Dit kan stabiliteit handhaaf onder stroom sirkuulasie en termiese druk toestande en verskaf konsekwente smelteienskappe. Tydens die onderbreking van groot strome, kan die vuse strook effektief die piekvlak van die boogspanning beheer en verminder. Tydens die onderbrekingsproses, kan hierdie komponent effektief die toegelaatse doorgangsstroming en energie beheer en beperk.
Werkingskenmerke en Beskermingsbeginsel van die Vuse
Die werkproses van die vuse hang af van die model van die smeltbare element binne in. Vir alle vuses is die verduideliking van groot foutstrome grondig dieselfde. Die stroomvloei sal die smeltbare element langs sy hele lengte laat smelt, en die gegenereerde boog sal die smeltbare element laat ontplof, die kwarsand vitrifeer en 'n glasagtige kanaal vorm wat die ontwikkeling van die boog beperk. Hierdie glasagtige kanaal beperk die boog deur die weerstandswaarde te verhoog, die stroom te verminder en dit dwing om vroegertyd nul te bereik.
In die plaaslike of volle bereik vuse, moet die verduideliking van middelmatige of klein strome voorkom word. Byvoorbeeld, in die McGraw Edison tipe stroombeperkende vuse, word 'n "M" punt (d.w.s. 'n tin legering draad) in die middel van die hoof smeltbare element geplaas om sy smelttemperatuur te verlaag, soos in Figuur 2(a) getoon. Eenmaal die smeltbare element smelt by die M punt, word die stroom na die bystandsmeltbare element oorgeplaas. 'n Dun draad is met 'n 1/4 gaping van een einde van die hoof element aan die hoof smeltbare element geheg. 'n Spanningsgradiënt strek oor die boog by die M punt en die gaping van die bystandsmeltbare element, soos in Figuur 2(b) getoon. Dus, indien die hoof smeltbare element voortgaan om te boog, sal hierdie draadverbinding noodwendig by drie posisies voorkom, die lengte van die boog met drie keer uitbrei en hierdie area gebruik om die energie van die sirkel af te lei, soos in Figuur 2(c) getoon. In die begin stadium van booging, word genoeg warmte vergader om die spinstruktuur in daardie area te dekomposeer, en die gas wat uit die spinstruktuur geblaas word, kan die gesmolte gesteente afkoel en die lengte van die boog verminder tot die foutpunt kan verbroken word.
Figuur 2 Die proses waarmee die McGraw Edison NX tipe stroombeperkende vuse die stroom verminder
Die keuse van stroombeperkende vuses is hoofsaaklik gebaseer op hul gerate spanning parameters. Wanneer die gepaste parameters bepaal word, moet verskeie faktore in ag geneem word, insluitend die tipe elektriese sisteem, die maksimum spanning van die sisteem, die windings toestande van die transformator (indien die vuse gebruik word vir transformatorbeskerming), die gronding status van die neutrale draad, en die tipe belasting.
In die algemeen kan 'n enkele fase sirkel beskerm word deur 'n stroombeperkende vuse met 'n gerate parameter groter as die enkele fase gronding spanning. Maar vir 'n driefase sirkel, moet die vuse geskikte tussenfasie parameters hê. In spesifieke gevalle, word daar aanvaar dat, as die positiewe volgorde breukspanning toegepas op die vuse nie die maksimum ontwerpspanning oorskry nie, die enkele fase gronding parameters toepaslik mag wees vir die driefase sisteem. Onder sodanige omstandighede word daar aanvaar dat twee in reeks verbonden stroombeperkende vuses die toegepaste spanning in die gegewe fouttoestand sou deel. Tabel 1 illustreer die verhouding tussen die aanbevole gerate spanning parameters en die toepassingsparameters van stroombeperkende vuses.
Vir die beskerming van elektriese toestelle, moet die breukvereistes van stroombeperkende vuses saamgewerk word met die toestelle wat hulle beskerm. Bovendien moet die tyd-stroomkurwes van die vuses ook saamgewerk word met die beskermingstoestelle in die sisteem, veral wanneer rugsteunvuses betrokke is en die verduideliking van klein-stroomfoute afhang van 'n expulsie vuse.
Tabel 1 Aanbevole Gerate Spanning Parameters van Stroombeperkende Vuses en die Toepassingsparameters van Stroombeperkende Vuses
Soos by gewone vuses, kan stroombeperkende vuses ook 'n verminderde vermogen onder 'n sekere omgewingstemperatuur ervaar. Die derating faktore vir verskeie toepassingssituasies word in Figuur 3 getoon.
Figuur 3 Omgewingstemperatuur Derating Faktore vir Toepassings van NX-tipe Stroombeperkende Vuses
Die sleutel tot die toepassing van vusebeskerming vir verspreidings transformators is dat die vuse die volgende vereistes moet vervul:
Verskaf kortsluitbeskerming en skei die foutieve transformator eers van die sisteem. Die vuse moet nie smelt tydens insluitsstroom, koue last start stroom, of korttermyn oorbelasting nie. Dit moet saamgewerk word met die bo-toestel (smelt voor die sektioneerder beweeg).
Verhoed ernstige oorstroom situasies wat moontlik oorkoeling skade of meganiese skade aan die transformator kan veroorsaak. Dit moet opgemerk word dat, indien nodig, item ② kan uitgestel word omdat die primêre doel van vusebeskerming oorlastbeskerming is eerder as kortsluitbeskerming.
Die tyd-stroomkurwe van die insluitsstroom/koue last start stroom van die verspreidings transformator word beraam op die volgende situasies: by 0,01 s, is die stroom 25 keer die volledige laai stroom; by 0,1 s, is die stroom 12 keer die volledige laai stroom; by 1 s, is die stroom 6 keer die volledige laai stroom; by 10 s, is die stroom 3 keer die volledige laai stroom; en by 100 s, is die stroom 2 keer die volledige laai stroom.
Om te verseker dat die vuse gebruik vir die beskerming van die verspreidings transformator nie smelt tydens insluitsstroom of koue last start stroom nie, moet die vusekurwe aan die regterkant van die insluitsstroom/koue last start stroomkurwe wees. Met ander woorde, die smelttyd van die vuse moet langer wees as die duur van hierdie strome.
Die transformator skadekurwe kan van die vervaardiger of die ANSIC57 standaard verkry word en kan op dieselfde kurwegrafiek geteken word. Soos voorheen vermeld, as concessies gemaak moet word, moet die transformator skadekurwe voorrang gekry oor die insluitsstroomkurwe.
Figuur 4 wys die insluitsstroom/koue last start stroomkurwe van 'n enkele fase transformator met 'n spanningsvlak van 13,8 kV en 'n gerate kapasiteit van 50 kV·A. Die volledige laai stroom van die transformator is 3,62 A. 'n Vusekurwe word in die grafiek aangeneme. In werklikheid is daar twee vusekurwes. Die minimum smeltkurwe gee die kortste tyd vir die vuse om te smelt, en die maksimum verduidelikingkurwe gee die langste tyd vir die vuse om die fout te verduidelik. Die maksimum verduidelikingtyd van die expulsie vuse moet nooit minder as 0,8 siklusse (d.w.s. 0,0133 s) wees nie, dus word hierdie kurwe horisontaal by 0,0133 s geteken.
Figuur 4 wys die insluitsstroom/koue last start stroom tyd-stroomkurwe van die verspreidings transformator. Dit moet opgemerk word dat die vusekurwe moet verseker dat daar samewerking is tussen die vuse en die bo-toestel. Die bo-toestel kan 'n lyn sektioneerder wees, soos 'n vuse of 'n heraanluser. Die transformatorbeskerming vuse moet smelt voor die bo-vuse smelt of voor die bo-heraanluser vergrendel.
Sommige verspreidings transformators word beskou as om 'n volledige selfbeskerming funksie (CSP) te hê, dit wil sê, hulle het oorlast- en insluitsstroombeskerming funksies.
Selfbeskermende transformators het gewoonlik 'n groot stroombeperkende vuse en 'n sekondêre skakeel vir oorlast voorkoming in hul behuisings. Gewone transformators word gewoonlik beskerm deur 'n vuse bygevoeg aan die primêre kant. Doos transformators het gewoonlik 'n vuse wat onafhanklik van die behuisings is (nie-vaste voorpaneelontwerp), óf in die transformator olie geleë is, óf in 'n droë bushing put of silinder (vaste voorpaneelontwerp). In enige geval, moet 'n geskikte ontwerp aangeneem word om die ter plaatse vervanging van die vuse te vereenvoudig.
Die vuseverhouding is die verhouding van die minimum smeltstroom van die vuse tot die volledige laai stroom van die transformator. Hierdie verhouding dui die belangrikheid van oorlastbeskerming aan vir die voortdurende werking van die toestel. 'n Hoë vuseverhouding laat meer transformatorfoute toe sonder om te smelt tydens insluitsstroom of oorbelasting; 'n lae vuseverhouding verhoog die aantal vuse smeltings, en sommige smeltings mag onnodig wees, maar dit kan die transformator beter beskerm teen oorlast. 'n Tipiese vuseverhouding varieer van 2 tot 4.
In 'n selfbeskermende transformator, is die vuseverhouding van die interne vuse ongeveer 8, omdat die sekondêre kant van die selfbeskermende transformator met 'n skakeel uitgerus is wat nie deur oorlast beïnvloed word nie.
Beskermingsbereik en Samewerking van Vusebeskerming
Wanneer 'n vuse gekies word vir die beskerming van 'n doos transformator, kan die vusekoers in die algemeen bereken word deur die volledige laai stroom van die transformator deur die minimum smeltstroom van die vuse te deel. Deur 'n hoë vusekoers te gebruik, kan die sisteem beskerm word teen foutieve transformators, maar dit verskaf slegs beperkte oorlastbeskerming; 'n lae vusekoers kan maksimum oorlastbeskerming verskaf, maar die vuse is kwetsbaar vir inslagstrome en insluitsstrome.
Daarbenewens moet omvattende faktore oorweeg word, insluitend die voortdurende werking, transformatorfoute veroorsaak deur oorlast, die samewerking tussen die transformatorvuse en die sektioneerder, en die impak van insluitsstroom en koue last start. As die kenmerkkurwe van die transformator bekend is, kan die vuse eenvoudig aangepas word deur die tydkenmerkkurwe van die vuse binne die gebied tussen die transformator insluitskurwe en die transformator skadekurwe te laat val.
Hierdie kurwes word volgens standaarde formuleer, maar hulle is nie altyd van toepassing nie, dus moet die vuse gekies word. Die insluitsstroom hang grootliks af van die residuele magnetiese flux in die yskern van die spanningsgolf tydens die sluiting. Om die insluitsstroom te verdra, moet die vuse in staat wees om 25 keer die volledige laai stroom by 0,01 s en 12 keer die volledige laai stroom by 0,1 s te verdra. Herenergie na 'n primêre kraguitval sal 'n koue last start veroorsaak. Wanneer die insluitsstroomkurwe bekend is, moet die gekose vusekurwe trager wees as die insluitsstroomkurwe. Die donderslag ontladingspanning kan die yskern van die transformator versee en 'n insluitsstroom veroorsaak. Gewoonlik, as donderslagskade 'n probleem is, is dit beter om 'n groter vuse te gebruik.
Daarbenewens, wanneer 'n vuse gekies word vir die beskerming van 'n doos transformator, moet ook die samewerking tussen vuses oorweeg word. Hier word die samewerking in twee situasies bespreek:
Samewerking tussen twee stroombeperkende vuses. Om die samewerkingsdoelwit te bereik, moet die kurwe by 0,01 s begin. Vir tydperke bo 0,01 s, kan die samewerking tussen twee verskillende vuses in dieselfde set eenvoudig deur die oorlaging van die TCCS en die gebruik van die 75% samewerkingsmetode bereik word; vir tydperke onder 0,01 s, kan die samewerking bereik word deur die minimum smelting en totale verduideliking waardes te gebruik. Wanneer twee stroombeperkende vuses in reeks gesamentlik beskerm, moet die maksimum stroom wat deur die beskermingsvuse of die laadsy vuse deurgevoer word, nie die minimum smeltstroom van die beskermde of kragbronsy vuse oorskry nie. Met ander woorde, die laadsy vuse sal die deurgeloopse stroom beperk tot 'n vlak wat nie genoeg is om die kragbronsy vuse te laat smelt nie. Samewerkingstoetsing bo 0,01 s is nie nodig nie, omdat die samewerkingsgrense vaste waardes het. Die samewerking is konservatief en vorm 'n samewerkingsstandaard vir enige foutstroom. As die foutstroom beperk word, kan die samewerking bereik word deur die stroom in die kurwe te verander.
Samewerking tussen die rugsteun stroombeperkende vuse en die expulsie vuse. Hierdie beskermingsmetode word dikwels aangeneem omdat dit die meeste foute (onder klein strome) toelaat om deur 'n goedkope expulsie vuse verduidelik te word. Wanneer 'n fout in die beskermde toestel voorkom, sal die stroombeperkende vuse die grootte van die stroom beperk. Dit is baie belangrik dat die expulsie vuse klein stroom foute kan verduidelik sonder om die stroombeperkende vuse te skade. Die stroombeperkende vuse kan genoeg stroom deurgevoer nadat die expulsie vuse gesmelt het en kan duidelike foutindikasie verskaf. Die vusekenmerke sal die snypunt van die maksimum verduidelikingkurwe van die expulsie vuse en die minimum smeltingkurwe van die stroombeperkende vuse vorm, wat 'n groter stroom tot gevolg sal hê, wat lei tot gesinchroniseerde werking. As die twee stroombeperkende vuses goed gekies word, kan die doos transformator volledige bereik beskerming bereik.
Bedryf en Instandhouding van Vusebeskerming
Wanneer 'n vuse gebruik word vir die beskerming van 'n doos transformator, moet die volgende situasies in ag geneem word:
Die steek-in vuse word handmatig bedien, en gebruikers benodig sekere vaardighede en ervaring. Voordat die steek-in vuse gebruik word om die ingeskakelde transformator te verbind, moet die bediener ervaring hê in die verwijdering van die steek-in vuse uit die vusehouer. Onjuiste hanteering kan lei tot skakel foute en kan die vervanging van die transformator vereis of 'n brand veroorsaak.
As die steek-in vuse gebruik word vir fout sluiting, kan dit ernstige persoonlike letsel veroorsaak. Interne foute kan lei tot die splintering van die transformator of die loskoms van die bo kaap. Daarom moet die transformator altyd van 'n afstand ingeskakel word om veiligheid te verseker.
(3) As die transformator in 'n geslote gebou of kelder geleë is, of as die bediener direk bo die transformator is, moet die steek-in vuse assemblie nie gebruik word om die transformator te verbind of te verbind nie. In sulke situasies is dit ongemaklik vir die bediener om korrek te bedryf, en dit is moeilik om veilig weg te kom as daar onjuiste bedrywing is.
Voordat die steek-in vuse bedryf word, moet die status van die transformator sorgvuldig beoordeel word. Kontroleer of daar 'n boogontlaaidra geluid in die behuisings is; kontroleer of die behuisings opgeblous is of of daar spore van olielek of -oorspoel is; kontroleer of daar spore van olielek, -oorspoel, of koolstof swart vlekke op die behuisings naby die drukverligtingsapparaat is. As die bogenoemde situasies voorkom, moet die steek-in vuse nie
