Προστασία των πλεξιδιών μετατροπέα σε κουτί αμερικανικού τύπου
Εισαγωγή στους Φυσικούς Περιοριστές των Αμερικανικών Τυποποιημένων Μετασχηματιστών
Οι αμερικανικοί τυποποιημένοι μετασχηματιστές χρησιμοποιούν ενδεικτικά ένα σύνθετο συστήμα προστασίας που περιλαμβάνει ενσωματωμένους φυσικούς περιοριστές και φυσικούς περιοριστές παρέμβασης σε σειρά. Η προστατευτική λειτουργία είναι προηγμένη και αξιόπιστη, ενώ η λειτουργία είναι απλή. Ο φυσικός περιοριστής παρέμβασης είναι ένας βουτωμένος σε λάδι περιοριστής ρεύματος, συνήθως εγκατεστημένος μέσα στον μετασχηματιστή. Λειτουργεί μόνο όταν παρουσιάζεται σφάλμα μέσα στον μετασχηματιστή, και χρησιμοποιείται για την προστασία της υψηλής τάσης. Ο ενσωματωμένος φυσικός περιοριστής είναι ένας βουτωμένος σε λάδι ενσωματωμένος φυσικός περιοριστής, που θα διαλύσει σε περίπτωση συντομού κύκλου στο δευτερεύον μέρος, ή όταν υπάρχει υπερφόρτωση ή υψηλή θερμοκρασία του λαδιού. Ο ενσωματωμένος φυσικός περιοριστής είναι ένα βασικό αντικείμενο για την προστασία από υπερρεύματα στο σύστημα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι φυσικοί περιοριστές μέσα μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κατηγορίες: ρευστού, διπλής ευαισθησίας και διπλού παράγοντα. Ο φυσικός περιοριστής μπορεί να αποσυνδεθεί για αντικατάσταση χωρίς να απενεργοποιηθεί ο μετασχηματιστής. Ο φυσικός περιοριστής ρευστού, όταν είναι σε σειρά με τον φυσικό περιοριστή παρέμβασης, σχηματίζει μια "διπλή προστασία φυσικού περιοριστή". Ο φυσικός περιοριστής ρευστού χρησιμοποιείται για την προστασία από υπερφόρτωση, ενώ ο φυσικός περιοριστής παρέμβασης χρησιμοποιείται για την προστασία από εσωτερικά σφάλματα του μετασχηματιστή (π.χ. σύντομος κύκλος στην σπείρα, κλπ.). Ο φυσικός περιοριστής διπλής ευαισθησίας, όταν είναι σε σειρά με τον φυσικό περιοριστή παρέμβασης, σχηματίζει επίσης μια "διπλή προστασία φυσικού περιοριστή". Ο φυσικός περιοριστής διπλής ευαισθησίας προστατεύει από σφάλματα ή υπερφόρτωση στο χαμηλότερο μέρος του μετασχηματιστή σε όρους ρεύματος και θερμοκρασίας.
Ο φυσικός περιοριστής παρέμβασης χρησιμοποιείται για την προστασία από εσωτερικά σφάλματα του μετασχηματιστή (π.χ. σύντομος κύκλος στην σπείρα, κλπ.) και η τυπική καμπύλη αμπερ-δευτερόλεπτο μπορεί να συνεργαστεί ακριβώς με τους φυσικούς περιοριστές και τους διαχωριστές στα επίπεδα πάνω και κάτω. Ο φυσικός περιοριστής διπλού παράγοντα, όταν είναι σε σειρά με τον φυσικό περιοριστή παρέμβασης, συνθέτει "διπλή προστασία φυσικού περιοριστή". Ο φυσικός περιοριστής διπλού παράγοντα προστατεύει από σφάλματα ή υπερφόρτωση στο χαμηλότερο μέρος του μετασχηματιστή από την άποψη τόσο του ρεύματος όσο και της θερμοκρασίας. Ο φυσικός περιοριστής παρέμβασης χρησιμοποιείται για την προστασία από εσωτερικά σφάλματα του μετασχηματιστή (π.χ. σύντομος κύκλος στην σπείρα, κλπ.), και η τυπική καμπύλη αμπερ-δευτερόλεπτο μπορεί να συνεργαστεί ακριβώς με τους φυσικούς περιοριστές και τους διαχωριστές στα επίπεδα πάνω και κάτω.
Βασική Δομή των Φυσικών Περιοριστών
Οι φυσικοί περιοριστές έχουν διαφορετικές δομές ανάλογα με τις λειτουργίες που εκτελούν. Σε αυτό το άρθρο, παρουσιάζεται σύντομα ο McGraw Edison NX τύπου περιοριστής ρεύματος της εταιρείας COOPER (Cooper) στις ΗΠΑ.
Η δομή του McGraw Edison NX τύπου περιοριστή ρεύματος είναι δείκτης στο Σχήμα 1. Περιέχει έναν περιοριστικό πίνακα από καθαρό αργυρό. Ο περιοριστικός πίνακας από καθαρό αργυρό είναι ενεργοποιημένος σε έναν μητρικό υποστηρικτή (στρογγυλός υποστηρικτής), και αυτός ο υποστηρικτής μπορεί να παράγει ιονοποιημένο αέριο που βοηθά στην ανοικτή συνδεσμολογία. Ο φυσικός περιοριστής και ο σίλικας κόκκος είναι εγκατεστημένοι σε έναν αισθητήρα από φιβρογυάλινο.
1 - Υποστηρικτής σίλικας κόκκος υψηλής καθαρότητας; 2 - Μητρικός υποστηρικτής; 3 - Στερεός χαλκός καταναλωτή; 4 - Διπλό σύστημα σφραγίσματος; 5 - Ετικέτα αναγνώρισης; 6 - Φιβρογυάλινη κάλυψη; 7 - Καθαρός αργυρός περιοριστικός πίνακας.
Σχήμα 1. Βασικά συστατικά στοιχεία του McGraw Edison NX τύπου περιοριστή ρεύματος.
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, ο McGraw Edison NX τύπου περιοριστής ρεύματος (άλλοι τύποι φυσικών περιοριστών έχουν παρόμοιες δομές με αυτόν) περιλαμβάνει κυρίως:
Υποστηρικτής σίλικας κόκκος υψηλής καθαρότητας. Το συγκεκριμένο μέγεθος, η καθαρότητα και η πυκνότητα παρέχουν ιδιότητες απορρόφησης θερμότητας και απόκρισης του φωτιστικού τόξου, οι οποίες είναι απαραίτητες για την διατήρηση σταθερών χαρακτηριστικών καθαρισμού και χαμηλού επιπέδου διαβίβασης ενέργειας.
Μητρικός υποστηρικτής. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του φυσικού περιοριστή, ο μητρικός υποστηρικτής παρέχει σταθερή υποστήριξη στρογγυλού υποστηρικτή χωρίς να παράγει αέριο και συσσώρευση πίεσης.
Στερεός χαλκός καταναλωτή. Επιλέγεται ο καταναλωτής από χαλκός για να παρέχει ηλεκτρικό συνδετικό σύνδεσμο με μήκος από 0,25 έως 10 ίντσες.
Διπλό σύστημα σφραγίσματος. Το σφραγίσμα από νιτριλικό καουτσούκ και εποξυδικό σφραγίσμα παρέχει την ακεραιότητα του σφραγίσματος του φυσικού περιοριστή.
Σταθερή ετικέτα αναγνώρισης. Είναι εύκολο για τους χρήστες να πάρουν πληροφορίες σχετικά με την τάση, το ρεύμα, τον αριθμό παραγγελίας και άλλες πληροφορίες.
Φιβρογυάλινη κάλυψη. Παρέχει υψηλή αντοχή για τον φυσικό περιοριστή και την ακεραιότητα της συντήρησης, επιτρέποντας στον φυσικό περιοριστή να αντέξει ένα προστατευτικό φάσμα από το ελάχιστο ρεύμα έως ένα μέγιστο 50 kA κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε διαδικασίας διακοπής.
Καθαρός αργυρός περιοριστικός πίνακας. Μπορεί να διατηρεί σταθερότητα κατά τη διάρκεια της διαβίβασης ρεύματος και της θερμοπίεσης και παρέχει συνεχή χαρακτηριστικά καθαρισμού. Κατά τη διάρκεια της διακοπής μεγάλων ρευμάτων, ο περιοριστικός πίνακας μπορεί να ελέγξει και να μειώσει αποτελεσματικά το επίπεδο της τάσης του φωτιστικού τόξου. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διακοπής, αυτό το στοιχείο μπορεί να ελέγξει και να περιορίσει αποτελεσματικά το επιτρεπτό ρεύμα και ενέργεια.
Χαρακτηριστικά Λειτουργίας και Προστασίας του Φυσικού Περιοριστή
Η λειτουργική διαδικασία του φυσικού περιοριστή εξαρτάται από το μοντέλο του περιοριστικού στοιχείου μέσα του. Για όλους τους φυσικούς περιοριστές, ο καθαρισμός μεγάλων σφαλμάτων ρεύματος είναι βασικά ο ίδιος. Το ρεύμα θα απολύσει το περιοριστικό στοιχείο κατά μήκος της ολότητάς του, και το παραγόμενο φωτιστικό τόξο θα προκαλέσει την εκρήξη του περιοριστικού στοιχείου, υποστηρίζοντας την σίλικας κόκκος και δημιουργώντας έναν γυαλιστερό καναλιά που περιορίζει την ανάπτυξη του φωτιστικού τόξου. Αυτός ο γυαλιστερός καναλιάς περιορίζει το φωτιστικό τόξο αυξάνοντας την τιμή της αντίστασης, μειώνοντας το ρεύμα και αναγκάζοντάς το να φθάσει σε μηδέν πριν από τον καθορισμένο χρόνο.
Στον τοπικό ή πλήρη φυσικό περιοριστή, ο καθαρισμός μεσαίων ή μικρών ρευμάτων πρέπει να προληφθεί. Για παράδειγμα, στον McGraw Edison τύπου περιοριστή ρεύματος, ένα "M" σημείο (δηλαδή ένα σύνθετο σύνδεσμο αντιμονίου) είναι τοποθετημένο στο κέντρο του κύριου περιοριστικού στοιχείου για να μειώσει την τεμπερατούρα της θάλπανσης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2(a). Όταν το περιοριστικό στοιχείο θαλπαίνει στο M σημείο, το ρεύμα μεταφέρεται στο επιμέρους περιοριστικό στοιχείο. Ένας λεπτός σύνδεσμος είναι συνδεδεμένος με το κύριο περιοριστικό στοιχείο με ένα 1/4 χάσμα από το ένα άκρο του κυρίου στοιχείου. Μια τάση παράγεται στο φωτιστικό τόξο στο M σημείο και το χάσμα του επιμέρους περιοριστικού στοιχείου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2(b). Επομένως, αν το κύριο περιοριστικό στοιχείο συνεχίζει να αρχίζει φωτιστικό τόξο, αυτή η σύνδεση συνδέσμου θα εμφανιστεί αναγκαστικά σε τρία σημεία, επεκτείνοντας το μήκος του φωτιστικού τόξου κατά τρία φορά και χρησιμοποιώντας αυτή την περιοχή για την διάσπαση της ενέργειας του κύκλου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2(c). Στην αρχική φάση της αρχής του φωτιστικού τόξου, αρκετή θερμότητα συγκεντρώνεται για να αποσυνθέσει τον στρογγυλό υποστηρικτή σε αυτή την περιοχή, και το αέριο που εκπέμπεται από τον στρογγυλό υποστηρικτή μπορεί να ψύξει την υπερθερμοκρασία και να μειώσει το μήκος του φωτιστικού τόξου μέχρι να μπορέσει να αποσυνδεθεί το σημείο σφάλματος.
Σχήμα 2 Ο Προσαρμογικός Περιοριστής McGraw Edison NX Τύπου Ρεύματος Μειώνει το Ρεύμα
Η επιλογή των περιοριστών ρεύματος βασίζεται κυρίως στα παραμέτρια τάσης. Κατά την καθορισμό των κατάλληλων παραμέτρων, πρέπει να ληφθούν υπόψη πολλοί παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του τύπου του ηλεκτρικού συστήματος, της μέγιστης τάσης του συστήματος, των συνθηκών συστοιχίας του μετασχηματιστή (εάν ο περιοριστής χρησιμοποιείται για την προστασία του μετασχηματιστή), της κατάστασης αρδευμένης της ουδέτερης γραμμής και του τύπου φορτίου.
Συνήθως, ένα μονοφάσιο κύκλο μπορεί να προστατευτεί από έναν πε
