Middelspanningsfuse | Vinnige 10ms Foutbeskerming vir Transformatore

Middelspanningsstroombeperkende vuses word hoofsaaklik gebruik om belastings soos transformators en motors te beskerm. 'n Vus is 'n toestel wat, wanneer die stroom vir 'n voldoende lang tydperk bo 'n gegewe waarde uitsteek, die sirkel waarin dit geplaas is, deur smelt van een of meer spesiaal ontwerp en geproportioneerde komponente onderbreek. Stroombeperkende vuses kan moeilikheid hê om intermediêre stroomwaardes (oerlaste tussen 6 tot 10 keer die bepaalde stroom) te verduidelik, dus word hulle tipies in kombinasie met skakelaartoestelle gebruik.

Middelspanningsstroombeperkende vuses funksioneer deur 'n metalliese geleier (die vuselement) in reeks met die sirkel te plaas. Wanneer 'n oerlaai- of kortsluitstroom deur die element vloei, veroorsaak die resulterende self-verhitting dat dit smelt wanneer die stroom sy bepaalde waarde oorskry, daarmee die sirkel oopmaak. Gevolglik het vuses relatief hoë weerstand, wat na betekenisvolle hittegenerasie onder bepaalde stroom lei. Byvoorbeeld, 'n 125A-vus genereer ongeveer 93W hitte, 'n 160A-vus genereer 217W, en 'n 200A-vus produseer 333W. Op die mark is 12kV vuses beskikbaar met stroomwaardes tot 355A, wat selfs hoër kragverbruik lei.

In praktiese skakelaartoepassings moet die bepaalde stroom van die vus ongeveer 1,25 keer die langtermynbedryfstroom van die belasting wees. Wanneer vuses binne 'n driefase-omsloten kabinet of individueel in geïsoleerde hars-gekapsete buise geïnstalleer word, kan die beperkte ruimte van die vusafdeling nie effektief hitte afvoer nie. Hittegenerasie wat 100W oorskry, kan lei tot 'n temperatuurstyg wat aanvaarbare limiete oorskry, wat derating van die vuskapasiteit noodsaak.

Boon op hierdie, as gevolg van groottebeperkinge in ringhoofdele (RMUs), is die vusafdeling diameter in kompak gasgeïsoleerde RMUs tipies ongeveer 90 mm, wat die installasie van vuses tot 160A (gewoonlik gebruik tot 125A) toelaat. Dit beperk beskerming tot transformators tot ongeveer 1250 kVA. Transformators groter as 1250 kVA vereis beskerming via skakelearde. Soortgelyk, vir F-C (vus-kontakter)-sirkels wat gebruik word om motors te beskerm, is die oplossing gewoonlik beperk tot motors tot 1250 kW. Groter motors vereis skakelearde gebaseerde beheer en beskerming.

In motorbeheertoepassings gebruik die F-C kombinasie 'n hoëspanningsstroombeperkende vus as 'n rugsteunbeskermtoestel. In 'n F-C sirkel, wanneer die foutstroom gelyk is of minder as die breekvermoë van die vakuumkontakter, behoort die geïntegreerde beskermreël te werk, wat die kontakter laat stroomonderbreek. Die vus werk slegs wanneer die foutstroom die reëlsetting oorskry of indien die vakuumkontakter fouteer om te werk.

Kortsluitbeskerming word deur die vus verskaf. Die vus word tipies met 'n hoër bepaalde stroom as die motor se volbelastingstroom gekies om startstrome tydens opstart te tros, maar dit kan nie tegelyk oerlaast beskerming verskaf nie. Daarom is inverse-tyd of bepaalde-tyd relais nodig om teen oerlaste te beskerm. Komponente soos kontacters, stroomtransformateurs, kabels, die motor self, en ander sirkeltoerusting kan deur verlengde oerlaste of deur lat-through energie wat hul verdraagsvermoë oorskry, beskadig word.

Motorbeskerming teen oerstrome veroorsaak deur oerlaste, enkelefas, rotorvast, of herhaalde starts, word deur inverse-tyd of bepaalde-tyd relais verskaf, wat die kontakter bedien. Vir fase-tot-fase of fase-tot-grond foutstrome met strome onder die kontakter se breekvermoë, word beskerming deur die reël verskaf. Vir foutstrome wat die kontakter se breekvermoë oorskry tot die maksimum verdraagsvlak, word beskerming deur die vus verskaf.

Vus-kombinasie skakelaartoestel word hoofsaaklik vir transformatorbeskerming gebruik. Tipiese toepassings sluit in transformatorvoedersirkels in ringhoofdele (RMUs), waar 'n SF6-lading skakelaar saam met vuses gekombineer word om 'n kompak, onderhoudsvrye ontwerp te bereik. 'n Ander konfigurasie is die uittrekbare karretjie-oplossing, waarin 'n vus-lading skakelaar kombinasie-eenheid geïntegreer word in 'n middelspanning skakelaartoestel (bv. metaal-beklee skakelaartoestel), wat gemaklike uittrekking vir onderhoud en vusvervanging moontlik maak.

Wanneer kombinasietoestelle vir transformatorbeskerming gebruik word, word 'n twee-stap beskermingsskema deur die inkorporering van reëlbeskerming gestig. Vir oerlaste of matige oerstroomtoestande, stuur die reël 'n skakelbevel na die lading skakelaar om die fout te verduidelik. Vir ernstige kortsluitfoute, werk die vus en aktiveer die skakelaar om te skakel, waardoor die sirkel onderbreek word.

Wanneer 'n interne fout soos 'n kortsluit in 'n transformator voorkom, dekomposeer die resulterende boog die isolerende olie in gas. Terwyl die fout voortgaan, neem die interne druk vinnig toe, wat potensieel kan lei tot tankbarsting of ontploffing. Om tankfaal te voorkom, moet die fout binne 20 millisecondes (ms) verduidelik word. Die totale breektyd van 'n skakelearde, bestaande uit reëlwerktyd, inherente skakeltyd, en boogtyd, is egter tipies nie minder as 60 ms nie, wat onvoldoende is vir effektiewe transformatorbeskerming. Inteendeel, stroombeperkende vuses bied uiterst vinnige foutonderbreking, in staat om foute binne 10 ms te verduidelik, en bied dus hoogs effektiewe beskerming vir die transformator.