Särkyjen sijoitusluokat

Säätökytkimen määritelmä

Säätökytkimeksi kutsutaan laitetta, joka on suunniteltu suojaamaan sähkökäytävää liian suuresta virtasta tai lyhyyskäytävästä keskeyttämällä sähkön virta.

Säätökytkimen lyhyyskäytävän katkaisuvirta

Tämä on maksimilyhyyskäytävävirta, jonka säätökytkin (CB) voi kestää ennen kuin se lopulta avaa yhteyksensä.

Kun lyhyyskäytävä virtaa säätökytkimen läpi, se aiheuttaa termistä ja mekaanista stressiä kytkimen virtavetoisissa osissa. Jos yhteyden pinta-ala ja johtavat osat ovat liian pienet, tämä voi johtaa pysyvään vahingoittumiseen kytkimen eristys- ja johtaviin osiin.

Joulen lämmityslain mukaan lämpötilan nousu on suoraan verrannollinen lyhyyskäytävän virran neliöön, yhteyden vastustukseen ja lyhyyskäytävän kestoon. Lyhyyskäytävävirta jatkaa virtaamista säätökytkimen läpi kunnes vika poistetaan avaamalla kytkin.

Koska termistä stressi säätökytkimessä on verrannollinen lyhyyskäytävän kestoon, sähköisen säätökytkimen katkaisukapasiteetti riippuu toimintajaksosta. Kun alumiini tulee pehmeäksi 160oC:ssa ja häviää mekaanisen vahvuutensa, tätä lämpötilaa voidaan pitää rajoittavana arvona kytkimen yhteyksien lämpötilan nousulle lyhyyskäytävän aikana.

Näin ollen säätökytkimen lyhyyskäytävän katkaisukapasiteetti tai katkaisuvirta määritellään niiden maksimivirran mukaan, joka voi virtaada kytkimen läpi siitä hetkestä, kun lyhyyskäytävä tapahtuu, kunnes se on poistettu, ilman että se aiheuttaa pysyvää vahinkoa säätökytkimeen. Lyhyyskäytävän katkaisuvirran arvo ilmaistaan RMS-arvona.Lyhyyskäytävän aikana CB:n kohtaavat ei vain termiset stressit, vaan myös vakavat mekaaniset stressit. Siksi lyhyyskäytävän kapasiteetin määrittelyssä otetaan huomioon myös CB:n mekaaninen vahvuus.

Jotta voitaisiin valita sopiva säätökytkin, on ilmeistä, että on määriteltävä vikan taso kytkintä asennettavaan paikkaan. Kun mikä tahansa sähköverkon osan vikan taso on määritelty, on helppoa valita oikea arvoluokitus kytkimeen kyseiselle verkonsa osalle.

Arvoluokituksen lyhyyskäytävän luomiskapasiteetti

Säätökytkimen lyhyyskäytävän luomiskapasiteetti ilmaistaan huipparvoisena, toisin kuin katkaisukapasiteetti, joka on RMS-arvoina. Teoreettisesti, vikan tapahduttua, vikavirta voi nousta kaksinkertaiseksi sen symmetrisestä vikatasosta.

Vikakaudella kytkimen sulkuhetkellä, järjestelmän lyhyyskäytävän osa, joka on yhdistetty lähteeseen, saa ensimmäisen syklinsä sähkövirran, jolla on maksimiamplitudi. Tämä on noin kaksinkertainen symmetrisen vikavirran amplitudille.

Kytkimen yhteydet on kestettävä tämän korkeimman virran arvon ensimmäisen syklin ajan, kun kytkin suljetaan vikakaudella. Kytkimeen valittaessa tämän edellä mainitun ilmiön perusteella kytkimeen tulisi olla arvoluokituksen lyhyyskäytävän luomiskapasiteetti.

Koska säätökytkimen arvoluokituksen lyhyyskäytävän luomivirta ilmaistaan maksimihuipparvona, se on aina suurempi kuin säätökytkimen arvoluokituksen lyhyyskäytävän katkaisuvirta. Normaali lyhyyskäytävän luomivirran arvo on 2,5 kertaa suurempi kuin lyhyyskäytävän katkaisuvirta. Tämä pätee sekä standardi- että etäohjattuihin säätökytkimiin.

Arvoluokituksen toimintajärjestys

Tämä on säätökytkimen toimintamekanismin mekaaninen vaatimus. Säätökytkimen arvoluokituksen toimintajärjestys on määritelty seuraavasti:

Missä O viittaa CB:n avausoperaatioon. CO edustaa sulkuoperaation aikaa, jota välittömästi seuraa avausoperaatio ilman tarkoitushenkistä viiveä. t' on kahden operaation välinen aika, joka on tarpeellinen alkuperäisten olosuhteiden palauttamiseksi ja/tai estämään liiallista lämpöntumoa kytkimen johtavissa osissa. t = 0,3 sekuntia ensimmäisen automaattisen uudelleensulkemisen tehtävälle tarkoitetulle kytkimelle, jos muuten ei ole määritelty.

Oletetaan, että säätökytkimen arvoluokituksen toimintajärjestys on:

Tämä tarkoittaa, että säätökytkimen avausoperaatio seuraa sulkuoperaatiota 0,3 sekunnin ajanjakson jälkeen, ja sitten kytkin avautuu uudelleen ilman tarkoitushenkistä viiveä. Tämän avausoperaation jälkeen CB suljetaan uudelleen 3 minuutin kuluttua ja sitten se trippaa välittömästi ilman tarkoitushenkistä viiveä.

Arvoluokituksen lyhytaikainen virta

Tämä on virtaraja, jota säätökytkin voi turvallisesti kantaa tietylle ajanjaksolle ilman vahinkoa. Säätökytkimet eivät poista lyhyyskäytävää heti, kun järjestelmässä tapahtuu vika. Aina on olemassa tarkoitushenkinen ja tarkoitushenkinen viive vikan tapahtumishetken ja vikan poistamishetken välillä kytkimellä.

Tämä viive johtuu suojarelayjen toiminta-ajasta, säätökytkimen toiminta-ajasta ja mahdollisesti tarkoitushenkisestä viiveestä relayssa sähköverkon suojauksen asianmukaiselle koordinoinnille. Jopa, jos säätökytkin epäonnistuu tripata, vika poistetaan seuraavan korkeammalla sijaitsevan säätökytkimen avulla.

Tässä tapauksessa vikan poisto-aika on pidempi. Siksi vikan jälkeen säätökytkin joutuu kantamaan lyhyyskäytävää tietylle ajanjaksolle. Kaikkien viiveiden summa ei saa olla yli 3 sekuntia; siksi säätökytkin tulisi pystyä kantamaan maksimivirran ainakin tämän lyhyen ajanjakson ajan.

Lyhyyskäytävävirta voi aiheuttaa kaksi pääasiallista vaikutusta säätökytkimen sisällä. Korkean sähkövirran vuoksi voi olla korkea termistä eristyksessä ja johtavissa osissa CB:ssä. Korkea lyhyyskäytävän virta tuottaa merkittäviä mekaanisia stressiä eri virtavetoisissa osissa kytkimessä.

Säätökytkimeen on suunniteltu kestämään nämä stressit. Kuitenkaan mikään säätökytkin ei tulisi kantaa lyhyyskäytävää pidempään kuin määrätyllä lyhyellä ajalla. Säätökytkimen arvoluokituksen lyhytaikainen virta on vähintään yhtä suuri kuin sen arvoluokituksen lyhyyskäytävän katkaisuvirta.

Säätökytkimen arvoluokituksen jännite

Säätökytkimen arvoluokituksen jännite riippuu sen eristysjärjestelmästä. 400 KV:an alapuolella oleville järjestelmille säätökytkin on suunniteltu kestämään 10% yli normaalin järjestelmän jännitteen. Yli tai yhtäsuuri kuin 400 KV järjestelmille kytkimen eristys tulisi pystyä kestämään 5% yli normaalin järjestelmän jännitteen.

Tämä tarkoittaa, että säätökytkimen arvoluokituksen jännite vastaa korkeinta järjestelmän jännitettä. Tämä johtuu siitä, että tyhjästä tai pienestä kuormasta järjestelmän jännite on sallittua nousta korkeimpaan järjestelmän jännitteeseen.