Protektado de fusiloj por usonaj kaststilaj transformiloj
Enkonduko al Fusiloj de Amerikstila Kasetransformiloj
Amerikstilaj kasetransformiloj ĝenerale uzas kombinaĵon de enmeteblaj fusiloj kaj rezerva protektfusiloj en serio por provizi protekton. La protekta principo estas progresiva kaj fidinda, kaj la operacio estas simpla. La rezerva protektfusilo estas oleo-mersita streĉlimiga fusilo, kutime instalita ene de la kasetransformilo. Ĝi funkcios nur kiam okazas defekto ene de la kasetransformilo, kaj ĝi estas uzata por protekti la alta-voltan linion. La enmetebla fusilo estas oleo-mersita enmetebla fusilo, kiu flosos kiam okazas mallongcirkvita defekto sur la dua flanko, aŭ kiam estas superŝargo aŭ la oleotemperaturo estas tro alta. La enmetebla fusilo estas ĉefanaksesoro por superfluofluoprotekto de oleo-mersitaj kasetransformiloj en la distribu-sistemo.
La fusiloj ene povas esti klasifikitaj en tri tipoj: fluotipo, duobla-sensitiva tipo, kaj duobla-faktora tipo. La fusilo povas esti eltirita por anstataŭigo sen malŝargado de la kasetransformilo. La fluotipa fusilo, kiam ligita en serio kun la rezerva protektfusilo, formas "duoblafusilan protekton". La fluotipa fusilo estas uzata por superŝargprotekto, kaj la rezerva protektfusilo estas uzata por protekti kontraŭ internaj defektoj de la transformilo (kiel spiralo mallongcirkvitaj, etc.). La duobla-sensitiva fusilo, kiam ligita en serio kun la rezerva protektfusilo, ankaŭ formas "duoblafusilan protekton". La duobla-sensitiva fusilo protektas kontraŭ defektoj aŭ superŝargoj sur la malalta-volta flanko de la transformilo en termoj de ambaŭ fluo kaj temperaturo.
La rezerva protektfusilo estas uzata por protekti kontraŭ internaj defektoj de la transformilo (kiel spiralo mallongcirkvitaj defektoj, etc.). La norma amper-sekunda kurbo povas akurate kunlabori kun la fusiloj kaj elŝaltiloj supre kaj sube. La duobla-faktora fusilo, kiam ligita en serio kun la rezerva protektfusilo, konstituas "duoblafusilan protekton". La duobla-faktora fusilo protektas kontraŭ defektoj aŭ superŝargoj sur la malalta-volta flanko de la transformilo el la aspektoj de ambaŭ fluo kaj temperaturo. La rezerva protektfusilo estas uzata por protekti kontraŭ internaj defektoj de la transformilo (kiel spiralo mallongcirkvitaj defektoj, etc.), kaj ĝia norma amper-sekunda kurbo povas akurate kunlabori kun la fusiloj kaj elŝaltiloj supre kaj sube.
Baza Strukturo de Fusiloj
Fusiloj havas malsamajn strukturojn laŭ la funkcioj kiujn ili plenumas. Ĉi tiu artikolo mallonge priskribas la McGraw Edison NX-tipan streĉlimigan fusilon de COOPER (Cooper) Company en Usono.
La strukturo de la McGraw Edison NX-tipa streĉlimiga fusilo estas montrita en Figuro 1. Ĝi enhavas fondan elementon kun pura argenta fusilo. La pura argenta fusilo estas vinta sur mika subtenilo (aranĝo tipo-araneo), kaj ĉi tiu subtenilo povas generi ionigitan gason, kiu helpas malfermi la cirkvon. La fusilo kaj silika sablo estas instalitaj en fibrovidra izolada tubo.
1 - Alta-pura silika sablo; 2 - Mika subtenilo; 3 - Solida kupra terminalo; 4 - Duobla sigel-sistemo; 5 - Identiga etikedo; 6 - Fibrovidra kaŝilo; 7 - Pura argenta fusilo.
Figuro 1. Bazaj komponantoj de la McGraw Edison NX-tipa streĉlimiga fusilo.
Kiel montras Figuro 1, la McGraw Edison NX-tipa streĉlimiga fusilo (alrajtaj fusilmodelecoj havas similajn strukturojn al ĉi tiu fusilo) ĉefe inkluzivas:
Alta-pura silika sablo. La specifa partikla grandeco, pureco, kaj denseco provizas cedan kaj arkmalplenan karakterizaĵojn, kiuj estas esencaj por ke la fusilo daŭrigu konstantajn klarigajn karakterizaĵojn kaj malaltan energian pasanton.
Mika subtenilo. Dum la operacio de la fusilo, la mika subtenilo provizas stabilan vindan subtenon sen gasprodukto kaj presakumulo.
Solida kupra terminalo. La brasona pugo estas elektita por provizi elektran kondutcan kunligon kun longo varianta inter 0,25 kaj 10 coloj.
Duobla sigel-sistemo. La nitri-rubbera ŝprito kaj epoksidresin-a sigelilo povas certigi la integralon de la fusilo-sigelo.
Firma identiga etikedo. Ĝi faciligas al uzantoj ricevi informojn pri voltajo, fluo-parametroj, ordernombroj, ktp.
Fibrovidra kaŝilo. Ĝi provizas altan forton por la fusilo kaj la integriton de manteno, ebligante al la fusilo resisti protektan gamon de la minimuma funda fluo ĝis maksimume 50 kA dum ajna interrompa procezo.
Pura argenta fusilo. Ĝi povas daŭrigi stabilecon sub fluocirkado kaj termo-prema kondiĉoj kaj provizas konstantajn fondajn karakterizaĵojn. Dum la interrompo de grandaj fluoj, la fusilo povas efektive regi kaj redukti la piknivelon de la arkvoltaro. Dum la interrompa procezo, ĉi tiu komponento povas efektive regi kaj limigi la permesan pasantan fluon kaj energion.
Funkciigaj Karakterizaĵoj kaj Protekta Principo de la Fusilo
La laborprocezo de la fusilo dependas de la modelo de la funda elemento en ĝi. Por ĉiuj fusiloj, la klarigo de grandaj defekto-fluo estas ĉefe la sama. La fluo faros la fondan elementon fondiĝi tra ĝia tuta longo, kaj la produktita arko faros la fondan elementon eksplodi, vitrificante la silikan sablon kaj formante vitran kanalon, kiu limigos la evoluon de la arko. Ĉi tiu vitra kanalo limigas la arkon per pligrandigo de la rezista valoro, reduktante la fluon kaj forigante ĝin antaŭ ol atingi nulon.
En la lokala aŭ tutgama fusilo, la klarigo de meza aŭ malgranda fluo devas esti prevenita. Ekzemple, en la McGraw Edison tipa streĉlimiga fusilo, punkto "M" (t.e., stana legometalo) estas metita en la centro de la ĉefa funda elemento por malaltigi ĝian fondadtemperaturon, kiel montras Figuro 2(a). Unufoje la funda elemento fondiĝas je la M-punkto, la fluo transiros al la helpa funda elemento. Malgranda drato estas konektita al la ĉefa funda elemento kun 1/4 spaceto de unu fino de la ĉefa elemento. Volt-grado streĉas la arkon je la M-punkto kaj la spaco de la helpa funda elemento, kiel montras Figuro 2(b). Do, se la ĉefa funda elemento daŭrigas arkadi, ĉi tiu drata konekto neeviteble aperos je tri pozicioj, dilatante la longon de la arko trioble kaj uzante ĉi tiun areon por dissendi la energion de la cirkvo, kiel montras Figuro 2(c). En la komenca stadio de la arkado, sufiĉa varmo estas kolektita por diskomponi la aranĝon en tiu areo, kaj la gaso bluita el la aranĝo povas refreski la fonitan rokon kaj redukti la longon de la arko ĝis la defektopunkto povas esti diskonectita.
Figuro 2 Proceso de la McGraw Edison NX-tipa streĉlimiga fusilo reduktanta la fluon
La elektado de streĉlimigaj fusiloj bazas ĉefe sur iliaj nominalaj voltaj parametroj. Kiam oni determinas la taŭgajn parametrojn, pluraj faktoroj devas esti konsideritaj, inkluzive de la tipo de elektra sistemo, la maksimuma volto de la sistemo, la vinda stato de la transformilo (se la fusilo estas uzata por transformilprotektado), la tera stato de la neutra filo, kaj la tipo de ŝarĝo.
Ĝenerale, unufaza cirkvo povas esti protektata per streĉlimiga fusilo kun nominala parametro pli alta ol la unufaza tervolto. Tamen, por trifaza cirkvo, la fusilo devas havi taŭgajn interfasajn parametrojn. En specifaj kazoj, asumante ke la pozitivsekvenca rompebla volto aplikata al la fusilo ne superas la maksimuman dezajnvolton, la unufaza terreparametro povas esti taŭga al la trifaza sistemo. Sub tiaj kondiĉoj, oni asumas ke du serie-konektitaj streĉlimigaj fusiloj dividos la aplikatan volton en la donita defektokondiĉo. Tablo 1 ilustras la rilaton inter la rekomenditaj nominalaj voltaj parametroj de streĉlimigaj fusiloj kaj la apliktaj parametroj de streĉlimigaj fusiloj.
Por la protektado de elektraj aparatoj, la rompaj postuloj de streĉlimigaj fusiloj devas esti koordinataj kun la aparatoj kiujn ili protektas. Aldone, la temp-flua kurboj de la fusiloj devas ankaŭ esti koordinataj kun la protektaj aparatoj en la sistemo, precipe kiam rezervaj fusiloj estas envolvitaj kaj la klarigo de malgrand-fluaj defektoj dependas de ekspulzo-fusilo.
Tablo 1 Rekomenditaj Nominalaj Voltaj Parametroj de Streĉlimigaj Fusiloj kaj la Apliktaj Parametroj de Streĉlimigaj Fusiloj
Simile al ordinara fusilo, streĉlimigaj fusiloj povas ankaŭ sperti redukton de potenco sub certa ĉirkaŭtempo. La derating faktoroj por diversaj aplikeblaj scenaroj estas montritaj en Figuro 3.
Figuro 3 Ĉirkaŭtempa Derating Faktoroj por Apliko de NX-tipo Streĉlimigaj Fusiloj
La klavpunkto por apliki fusilprotektadon por distribu-transformiloj estas ke la fusilo devas kontentigi la jenajn postulojn:
Provizu mallongcirkvitprotektadon kaj apartigu la defektan transformilon de la sistemo unue. La fusilo ne devas flosi dum inrush-fluo, malvarma ŝarĝstartfluo, kaj mallonga superfluofluo. Ĝi devas kunlabori kun la supera aparato (flosi antaŭ ol la sekcia aparato funkcias).
Prevenu severajn superfluoflua situaciojn, kiuj povas kaŭzi supervarm-damaĝon aŭ mekanikan damaĝon al la transformilo. Notu, ke se necesas, item ② povas esti malpostponita ĉar la ĉefa celo de la fusilprotektado estas superfluofluoprotektado pli ol mallongcirkvitprotektado.
La tempo-flua kurbo de la inrush-fluo/malvarma ŝarĝstartfluo de la distribu-transformilo estas estimata bazita sur la jenaj situacioj: je 0,01 s, la fluo estas 25 fojoj la plena-ŝarĝa fluo; je 0,1 s, la fluo estas 12 fojoj la plena-ŝarĝa fluo; je 1 s, la fluo estas 6 fojoj la plena-ŝarĝa fluo; je 10 s, la fluo estas 3 fojoj la plena-ŝarĝa fluo; kaj je 100 s, la fluo estas 2 fojoj la plena-ŝarĝa fluo.
Por certigi ke la fusilo uzata por la protektado de la distribu-transformilo ne flosas dum inrush-fluo aŭ malvarma ŝarĝstartfluo, la fusilkurbo devas esti dekstre de la inrush-fluo/malvarma ŝarĝstartfluo kurbo. Tio signifas, ke la flos-tempo de la fusilo devas esti pli longa ol la daŭro de tiuj fluoj.
La transformildamaĝkurbo povas esti akirita de la prodontro aŭ la ANSIC57 standardo kaj povas esti tracita sur la sama kurbgrafikaĵo. Kiel menciite antaŭe, se koncesioj devas esti faritaj, la transformildamaĝkurbo devas esti prioritata super la inrush-flukurbo.
Figuro 4 montras la inrush-fluo/malvarma ŝarĝstartfluo kurbon de unufaza transformilo kun voltnivelo 13,8 kV kaj nominata kapablo 50 kV·A. La plena-ŝarĝa fluo de la transformilo estas 3,62 A. Fusilkurbo estas supozita en la figuro. Fakte, estas du fusilkurboj. La minimuma funda kurbo donas la plej mallongan tempon por la fusilo fendi, kaj la maksimuma klariga kurbo donas la plej longan tempon por la fusilo klarigi la defekton. La maksimuma klariga tempo de la ekspulzo-fusilo neniam devas esti pli malalta ol 0,8 cikloj (t.e., 0,0133 s), do ĉi tiu kurbo estas horizontale tracita je 0,0133 s.
Figuro 4 montras la inrush-fluo/malvarma ŝarĝstartfluo tempo-flua kurbo de la distribu-transformilo. Notu, ke la fusilkurbo devas certigi la koordinacion inter la fusilo kaj la supera protektaparato. La supera aparato povas esti linisekcianta aparato, kiel fusilo aŭ reklozilo. La transformilprotektfusilo devas flosi antaŭ ol la supera fusilo fendiĝas aŭ antaŭ ol la supera reklozilo blokas.
Kelkaj distribu-transformiloj estas konsideritaj havi plenan selan protektan funkcion (CSP), t.e., ili havas la funkciojn de superfluofluo kaj inrush-fluoprotektado.
Selprotektaj transformiloj kutime havas grandan streĉlimigan fusilon kaj dua-cirkvan elŝaltilon por superfluofluoprevenado en iliaj kazo. Ordinara transformiloj kutime estas protektataj per fusilo aldona al la prima flanko. Kasetransformiloj ĝenerale havas fusilon sendependan de la kazo (ne-fiksita frontpanela dizajno), aŭ situe en la transformilo oleo aŭ en seka bushing-well aŭ cilindro (fiksita frontpanela dizajno). En iu okazo, taŭga dizajno devas esti adoptita por simpligi la lokan fusilan anstataŭigon.
La fusila proporcio estas la proporcio de la minimuma funda fluo de la fusilo al la plena-ŝarĝa fluo de la transformilo. Ĉi tiu proporcio indikas la gravecon de superfluofluoprotektado por la daŭra operacio de la aparato. Alta fusila proporcio permesas pli da transformildefektoj sen fendiĝo dum inrush-fluo aŭ superfluofluo; malalta fusila proporcio pligrandigas la nombron de fusilfendoj, kaj kelkaj fendoj povas esti ne-necesaj, sed ĝi povas pli bone protekti la transformilon kontraŭ superfluofluo. Tipa fusila proporcio varias inter 2 kaj 4.
En selprotekttransformilo, la fusila proporcio de la interna fusilo estas ĉirkaŭ 8 ĉar la dua flanko de la selprotekttransformilo estas equipita kun elŝaltilo ne afektita de superfluofluo.
Protektgamo kaj Koordinado de Fusilprotektado
Kiam oni elektas fusilon por la protektado de kasetransformilo, ĝenerale, la fusilarateco povas esti kalkulita per dividado de la plena-ŝarĝa fluo de la transformilo per la minimuma funda fluo de la fusilo. Uzado de alta fusilarateco povas protekti la sistemon kontraŭ defekttransformiloj, sed ĝi nur provizas limigitan superfluofluoprotektadon; malalta fusilarateco povas provizi maksimuman superfluofluoprotektadon, sed la fusilo estas malforta kontraŭ impulso-fluo kaj inrush-fluo.
Krome, kompleksaj faktoroj devas esti konsideritaj, inkluzive de la daŭra operacio, transformildefektoj kaŭzitaj de superfluofluo, la koordinado inter la transformilfusilo kaj la sekcianta aparato, kaj la efiko de inrush-fluo kaj malvarma ŝarĝstartfluo. Se la karakteristikkurbo de la transformilo estas konata, la fusilo povas esti simple adaptita per igado de la tempo-karakteristikkurbo de la fusilo falanta en la areo inter la transformilo-inrushkurbo kaj la transformilodamaĝkurbo.
Ĉi tiuj kurboj estas formulitaj laŭ standardoj, sed ili ne ĉiam estas taŭgaj, do la fusilo bezonas esti elektita. La inrush-fluo grandmezure dependas de la restmagneta fluso en la ferkerno de la voltwavo dum fermeta. Por resisti la inrush-fluon, la fusilo devas povas resisti 25 fojojn la plena-ŝarĝa fluo je 0,01 s kaj 12 fojojn la plena-ŝarĝa fluo je 0,1 s. Reiniciigo post primara elektrointerrompo produktos malvarman ŝarĝstartfluo. Kiam la inrush-flukurbo estas konata, la elektita fusilkurbo devas esti pli malrapida ol la inrush-flukurbo. La fulm-deŝarĝvoltaro povas saturi la ferkernon de la transformilo kaj produkti inrush-fluo. Ĝenerale, se fulmdamaĝo estas problemo, estas pli bona uzi pli grandan fusilon.
Krome, kiam oni elektas fusilon por la protektado de kasetransformilo, la koordinado inter fusiloj ankaŭ devas esti konsiderita. Ĉi tie, la koordinadproblemoj en du situacioj estas diskutitaj:
Koordinado inter du streĉlimigaj fusiloj. Por atingi la koordinadan celon, la kurbo devas komenciĝi je 0,01 s. Por tempo super 0,01 s, la koordinado inter du malsamaj fusiloj en la sama aro povas esti atingita simple supermetante la TCCS kaj uzante la 75%-an koordinadmetodon; por tempo sub 0,01 s, la koordinado povas esti atingita uzante la minimuman fundan kaj totalan klarigan valorojn. Kiam du streĉlimigaj fusiloj estas koordinitaj en serio, la maksimuma fluo pasanta tra la protektfusilo aŭ la ŝarĝ-flanka fusilo ne devas superi la minimuman fundan fluon de la protektata aŭ energia-font-flanka fusilo. Tio estas, la ŝarĝ-flanka fusilo limigos la pasantan fluon al nivelo, kiu ne sufiĉas por fondi la energia-font-flankan fusilon. Koordinadkontrolo super 0,01 s ne estas necesa ĉar la koordinadlimoj havas fiksajn valorojn. La koordinado estas konserva kaj formas koordinadstandardon por iu ajn defekto-fluo. Se la defekto-fluo estas limigita, la koordinado povas esti atingita per ŝanĝo de la fluo en la kurbo.
Koordinado inter la rezerva streĉlimiga fusilo kaj la ekspulzo-fusilo. Ĉi tiu protektmetodo estas ofte adoptata ĉar ĝi permesas ke plej multaj defektoj (sub malgrandaj fluoj) estu klarigitaj per malmultekosta ekspulzo-fusilo. Kiam okazas defekto en la protektata aparato, la streĉlimiga fusilo limigos la amplekson de la fluo. Estas tre grava ke la ekspulzo-fusilo povas klarigi malgrand-fluajn defektojn sen damaĝi la streĉlimigan fusilon. La streĉlimiga fusilo povas pasigi sufiĉan fluon post kiam la ekspulzo-fusilo flosas kaj povas provizi evidan defekto-indikon. La fusilaj karakterizaĵoj formos la krucan punkton de la maksimuma klariga kurbo de la ekspulzo-fusilo kaj la minimuma funda kurbo de la streĉlimiga fusilo, rezultigante pli grandan fluon, kiu kondukos al sinkrona operacio. Se la du streĉlimigaj fusiloj estas taŭge elektitaj, la kasetransformilo povas atingi tutgaman protektadon.
Operacio kaj Manteno de Fusilprotektado
Kiam oni uzas fusilon por la protektado de kasetransformilo, la jenaj situacioj devas esti notitaj:
La enmetebla fusilo estas manoperita, kaj uzantoj bezonas certajn sciencojn kaj spertaron. Antaŭ ol oni uzas la enmeteblan fusilon por diskonecti la ŝargitan transformilon, la operanto devas havi sperton pri forigo de la enmetebla fusilo el la fusiltenejo. Malĝusta traktado povas kaŭzi ŝaltdefektojn kaj povas postuli anstataŭigon de la transformilo aŭ kaŭzi incendion.
Se la enmetebla fusilo estas uzata por defektfermo, ĝi povas kaŭzi gravan personan danĝeron. Internaj defektoj povas kaŭzi ke la transformilo ruĝtu aŭ ke la supro dekapegas. Do, la transformilo ĉiam devas esti ŝargita de malproksima loko por certigi sekurecon.
(3) Se la transformilo situas en fermita konstruaĵo aŭ kaverno, aŭ se la operanto estas direktre supra de la transformilo, la enmetebla fusila montaĵo ne devas esti uzata por konekti aŭ diskonecti la transformilon. En tiaj situacioj, estas malfacile por la operanto prave operi, kaj estas malfacile sekure foriri en kazo de malĝusta operado.
Antaŭ ol oni operas la enmeteblan fusilon, la stato de la transformilo devas esti
