פוזה מתח בינוני | הגנה מהירה של 10 מ"ש על טרנספורמרים

משתנים מתח בינוני הגבלת זרם משמשים בעיקר להגנה על טעמים כמו טרנספורמרים ומנועים. פוז הוא מכשיר שכאשר הזרם עולה מעל ערך נתון למשך זמן מספיק, מפסיק את החשמל בו הוא מותקן על ידי התאדות של אחד או יותר מהרכיבים המתוכננים במיוחד והמתואמים. פוזים מגבילים זרם יכולים להתמודד עם קושי בהסרת ערכי זרם ביניים (יתר על פי 6 עד 10 פעמים הזרם המירבי), ולכן הם בדרך כלל משולבים עם מכשירי חילוף.

פוזים מגבילים זרם מפעילים על ידי הכנסת מוליך מתכתי (אלמנט הפוז) בטור עם המעגל. כאשר זרם יתר או קצר מעבר עובר דרך האלמנט, ההתחממות העצמית שנוצרת גורמת לו להתמוסס כשהזרם עולה מעל ערכו המירבי, ובכך פותח את המעגל. לכן, לפוזים ישנגדות גבוהה יחסית, מה שגורם לייצור חום משמעותי תחת הזרם המירבי. לדוגמה, פוז של 125 אמפרה מייצר כ-93 ואט חום, פוז של 160 אמפרה מייצר 217 ואט, ופוז של 200 אמפרה מייצר 333 ואט. בשוק, פוזים של 12kV זמינים עם ערכי זרם עד 355 אמפרה, מה שמוביל לייצור חום אפילו גבוה יותר.

בקישורי חשמל מעשיים, הזרם המירבי של הפוז צריך להיות בערך 1.25 פעמים הזרם המבצעי הארוך של הטעמה. כאשר פוזים מותקנים בתוך תא סגור של שלושה פאזים או בנפרד בתאים מבודדים מניילון מרוסקים, החלל המוגבל של תא הפוז אינו יכול להפיג חום בצורה יעילה. ייצור חום העולה על 100 ואט עשוי לגרום לעלייה בטמפרטורה מעל גבולות מקובלים, מה שמצריך הפחתת יכולת הפוז.

בנוסף, עקב מגבלות בגודל במגשיות טבעת (RMUs), קוטר תא הפוז במגשיות RMUs מצומצמות ומבודדות בגז הוא בדרך כלל סביב 90 מ"מ, מה שמאפשר התקנת פוזים עד 160 אמפרה (בשימוש נפוץ עד 125 אמפרה). זה מגביל את ההגנה לטרנספורמרים עד בערך 1250 kVA. טרנספורמרים גדולים מ-1250 kVA דורשים הגנה באמצעות ברקרים. באופן דומה, עבור מעגלי F-C (F-C) המשמשים להגנה על מנועים, הפתרון בדרך כלל מוגבל למכונות עד 1250 kW. מנועים גדולים דורשים שליטה והגנה מבוססות ברקר.

בקישורי שליטה במנועים, הצירוף F-C משתמש בפוז מגביל זרם מתח גבוה כמכשיר הגנה אחורי. במעגל F-C, כשזרם התקלה שווה או קטן מיכולת הפרדה של מגע הריק, רשת ההגנה המאוחדת צריכה לפעול, גורמת למגע להפסיק את הזרם. הפוז פועל רק כשזרם התקלה עולה על הגדרת הרשת או אם מגע הריק נכשל לפעול.

הגנה מפני קצר מעבר מסופקת על ידי הפוז. הפוז בדרך כלל נבחר עם זרם מירבי גבוה יותר מהזרם המלא של המנוע כדי לעמוד בזרמי הפתיחה במהלך ההפעלה, אך הוא לא יכול לספק גם הגנה מפני יתר. לכן, דרושים רליסים של זמן הפוך או זמן קבוע להגנה מפני יתר. חלקים כגון מגעים, טראנספורמיטורים זרם, כבלים, המנוע עצמו וציוד מעגל אחר עשויים להיפגע מיתר ממושך או אנרגיה שהורtempts מעבר ליכולת ההישרדות שלהם.

הגנה על מנועים מפני זרמים גבוהים הנגרמים מיתר, פאזה בודדת, נעילת רוטור או הפעלות חוזרות מסופקת על ידי רליסים של זמן הפוך או זמן קבוע, שמבצעים את המגע. להגנה על התקלות בין פאזים או בין פאזה לקרקע עם זרמים מתחת ליכולת הפרדה של המגע, מסופקת על ידי הרליס. להגנה על זרמי התקלה שמעל ליכולת הפרדה של המגע ועד לרמה המקסימלית של יכולת ההישרדות, מסופקת על ידי הפוז.

ציוד מתחלף פוזים משמש בעיקר להגנה על טרנספורמרים. שימושים טיפוסיים כוללים מעגלי מזון טרנספורמרים במגשיות טבעת (RMUs), שבהן מתקין מגש SF6 יחד עם פוזים כדי להשיג עיצוב קומפקטי וחסר תחזוקה. תצורה נוספת היא פתרון מגלגל, שבו יחידה שילוב פוז-מגע מותקנת בציוד מתחלף מתח בינוני (לדוגמה, ציוד מתכת מכסה), המאפשרת משיכת נוחה לתחזוקה ושינוי פוזים.

כאשר מכשירים משולבים משמשים להגנה על טרנספורמרים, מוקם תוכנית הגנה דו-שלבית על ידי שילוב הגנה רשת. לתנאי יתר או זרם גבוה בינוני, הרליס שולח פקודה להפסקת המגע כדי להסיר את התקלה. לתנאי התקלה קיצוניים, הפוז פועל ומפעיל את המגע להפסקת החשמל, ובכך מפסיק את המעגל.

כאשר מתרחשת התקלה פנימית כמו קצר מעבר בטרנספורמר, הקשת שנוצרת מפרקת את השמן המבודד לגז. ככל שהתקלה מתחדשת, הלחץ הפנימי עולה במהירות, מה שיכול להוביל לשבר או פיצוץ של הטנק. כדי למנוע כישלון טנק, חייבים להסיר את התקלה תוך 20 מילישניות (ms). עם זאת, זמן הפרדה כולל של ברקר - המורכב מזמן פעולה של רשת, זמן הפעלה מובנה, וזמן קשת - הוא בדרך כלל לפחות 60 ms, מה שאינו מספיק להגנה יעילה על הטרנספורמר. לעומת זאת, פוזים מגבילים זרם מספקים הפרדה מהירה מאוד של התקלות, מסוגלים להסיר התקלות תוך 10 ms, ובכך מספקים הגנה יעילה מאוד לטרנספורמר.