Vidējā sprieguma šķīdinātājs | Ātra 10 ms kļūdas aizsardzība transformatoriem

Vidējā sprieguma straumes ierobežojošie šķīdinātāji tiek galvenokārt izmantoti transformatoru un dzinēju aizsardzībai. Šķīdinātājs ir ierīce, kas, kad strāva pārsniedz noteikto vērtību pietiekami ilgu laiku, pārtrauc ceļu, kurā tā ievietota, izlietojot vienu vai vairākus īpaši dizainētos un proporcionalus komponentus. Straumes ierobežojošiem šķīdinātājiem var būt grūtības ar vidējo strāvas vērtību (pārmērīga slodze no 6 līdz 10 reizes lielāka par nominaļo strāvu) apstrādāšanu, tāpēc to parasti izmanto kombinācijā ar pārslēgumu ierīcēm.

Vidējā sprieguma straumes ierobežojošie šķīdinātāji darbojas, ievietojot metāla vedni (šķīdinātāja elementu) sērijā ar ceļu. Kad pārmērīgā slodze vai īsslēguma strāva nonāk caur elementu, rezultējošais sasilšana izraisa tā izlietošanos, kad strāva pārsniedz tā nominaļo vērtību, tādējādi atverot ceļu. Tā kā šķīdinātājiem ir salīdzinoši augsts upitība, tas rada zināmu siltuma radīšanu nominaļajā strāvā. Piemēram, 125A šķīdinātājs radīs aptuveni 93W siltumu, 160A šķīdinātājs radīs 217W, un 200A šķīdinātājs radīs 333W. Tirgū pieejami 12kV šķīdinātāji ar strāvas vērtībām līdz 355A, kas rada vēl lielāku jaudas izplatīšanos.

Praktiskos pārslēgumu ierīču pielietojumos šķīdinātāja nominaļajai strāvai jābūt aptuveni 1,25 reizes lielākai nekā ilgtermiņa darbības strāve. Kad šķīdinātāji tiek instalēti trīspolī slēgtā skapiņā vai individuāli iekapsulēti izolētas smarža iedragā, šķīdinātāja kompartiments nav spējīgs efektīvi izplatīt siltumu. Ja siltuma radīšana pārsniedz 100W, var notikt temperatūras pieaugums, kas pārsniedz pieņemamus robežvērtības, nepieciešams samazināt šķīdinātāja jaudu.

Tāpat, tā kā ringa galvenajās vienībās (RMU) ir ierobežojumi saistībā ar izmēriem, šķīdinātāja kompartimenta diametrs kompaktnos gāzes izolētajos RMU parasti ir aptuveni 90 mm, ļaujot instalēt šķīdinātājus līdz 160A (parasti izmantoti līdz 125A). Tas ierobežo aizsardzību transformatoriem līdz aptuveni 1250 kVA. Transformatoriem, kas lielāki par 1250 kVA, nepieciešama aizsardzība ar pārtraukumu. Līdzīgi, F-C (šķīdinātājs-kontakts) shēmas, kas tiek izmantotas dzinēju aizsardzībai, parasti ir ierobežotas dzinējiem līdz 1250 kW. Lielākiem dzinējiem nepieciešama pārtrauku pamatota kontrole un aizsardzība.

Dzinēju vadības pielietojumos F-C kombinācija izmanto augstsprieguma straumes ierobežojošu šķīdinātāju kā aizsardzības ierīci. F-C shēmā, kad defektu strāva ir vienāda vai mazāka par vakuumkontakta pārtraukuma jaudu, integrētais aizsardzības relejs jādarbojas, izraisot kontaktu, lai pārtrauktu strāvu. Šķīdinātājs darbojas tikai tad, ja defektu strāva pārsniedz relēja iestatījumu vai ja vakuumkontakts nedarbojas.

Īsslēguma aizsardzību nodrošina šķīdinātājs. Šķīdinātājs parasti tiek izvēlēts ar augstāku nominaļo strāvu nekā dzinēja pilnas slodzes strāva, lai izturētu uzsākuma impulsu, bet tas nevar vienlaikus nodrošināt pārmērīgas slodzes aizsardzību. Tāpēc nepieciešami inversā laika vai noteikta laika relēji, lai aizsargātu no pārmērīgām slodzēm. Komponenti, piemēram, kontakti, strāves transformatori, kabēles, dzinējs pats un citi ceļa ierīces, var tikt bojāti, ja pārmērīgās slodzes turpinās vai, ja caur ceļu ieplūsto enerģija pārsniedz to izturēšanas spēju.

Dzinēju aizsardzība pret pārmērīgām strāvām, kas izraisītas pārmērīgām slodzēm, vienas fāzes iztrūkumu, rotora bloķēšanu vai daudzkārtējam uzsākumam, tiek nodrošināta ar inversā laika vai noteikta laika relējiem, kas darbo kontaktu. Fāžu starpā vai fāzes ar zemi starpniecību ar strāvām zemākām par kontakta pārtraukuma jaudu, aizsardzību nodrošina relējs. Defektu strāvām, kas pārsniedz kontakta pārtraukuma jaudu līdz maksimālai izturēšanas līmenim, aizsardzību nodrošina šķīdinātājs.

Šķīdinātāju kombinācijas pārslēgumu ierīces tiek galvenokārt izmantotas transformatoru aizsardzībai. Parastie pielietojumi ietver transformatoru padeves ceļus ringa galvenajās vienībās (RMU), kur SF6 slodzes slēdzene tiek kombinēta ar šķīdinātājiem, lai sasniegtu kompakto, bezapgādāmo dizainu. Cita konfigurācija ir izvelkamās dārza risinājums, kur šķīdinātāju-slodzes slēdzenes kombinācijas vienība tiek integrēta vidējsprieguma pārslēgumu ierīcē (piemēram, metāla apklāta pārslēgumu ierīce), ļaujot viegli izvilkt tās apkopes un šķīdinātāju aizvietošanai.

Kad kombinētas ierīces tiek izmantotas transformatoru aizsardzībai, tiek izveidota divstadija aizsardzības shēma, iekļaujot relēju aizsardzību. Pārmērīgām slodzēm vai vidējiem pārmērīgām strāvām, relējs nosūta pārtraukuma komandu slodzes slēdenes, lai izbeigtu defektu. Smagām īsslēgumu defektām, šķīdinātājs darbojas un izraisa slēdzenes pārtraukumu, tādējādi pārtraucot ceļu.

Ja transformatorā notiek iekšējs defekts, piemēram, īsslēgums, rezultējošais loks sadala izolējošo eļļu gāzē. Turpinoties defektam, iekšējais spiediens strauji palielinās, potenciāli izraisot rezervuāra izplūstu vai exploziju. Lai novērstu rezervuāra izplūstumu, defektu jāizbeidz 20 milisekundēs (ms). Tomēr pārtrauku kopējais pārtraukuma laiks, kas sastāv no relēja darbības laika, inercijas pārtraukuma laika un loka laika, parasti nav mazāks par 60 ms, kas ir nepietiekami efektīvai transformatoru aizsardzībai. Savukārt straumes ierobežojošie šķīdinātāji nodrošina ļoti ātru defektu izbeigšanu, spējot izbeigt defektus 10 ms laikā, tādējādi piedāvājot ļoti efektīvu aizsardzību transformatoram.