Vodi vya Kawaida | Ulinzi wa Hitimisho Haraka 10ms kwa Mabadiliko

Vifaa vya kuzuia umeme wa kiwango cha chini zinatumika kwa ujumla kwa ajili ya kuhamia mikakati kama transformers na motors. Fuse ni kifaa ambacho wakati umeme unapopanda zaidi ya thamani imewekwa kwa muda mrefu, hutofautiana na mkondo wa umeme uliyoko ndani yake kwa kuchoma sehemu moja au zaidi zilizowekwa kwa njia maalum na iliyokubalika. Vifaa vya kuzuia umeme wanaweza kupata shida katika kutofautiana na kiwango cha wastani cha umeme (overloads kati ya 6 hadi 10 mara za kiwango cha umeme kilichowekwa), kwa hivyo mara nyingi zinafanyika pamoja na vifaa vingine vya kutofautiana.

Vifaa vya kuzuia umeme vya kiwango cha chini hazitafanya kazi kwa kutumia mwambaji wa chuma (fuse element) kwenye mkondo wa umeme. Wakati umeme unaopanda au umeme wa short-circuit unapopita kwenye sehemu, moto unaojiri kwa jirani unachomoka mara tu umeme upande kiasi kilichowekwa, kwa hivyo kutofautiana na mkondo wa umeme. Hivyo basi, vifaa vya fuse vina upana wa umeme wa juu, inayosababisha kutokatwa kwa moto wingi kwenye umeme wa kiwango. Kwa mfano, fuse ya 125A hutokatwa moto wa karibu 93W, fuse ya 160A hutokatwa 217W, na fuse ya 200A hutokatwa 333W. Katika soko, vifaa vya 12kV vinapatikana na kiwango cha umeme kufikia 355A, inayosababisha tokato la moto zaidi.

Katika matumizi ya kutosha ya switchgear, kiwango cha umeme kilichowekwa kwa fuse kinapaswa kuwa karibu 1.25 mara ya umeme wa muda mrefu wa mikakati. Wakati vifaa vya fuse vinavyoingizwa kwenye sanduku la tatu fasi au vilivyovunjika kwenye tubi za resin-encapsulated, nafasi imara ya sanduku la fuse haiwezi kutokatwa moto vizuri. Moto unaojiri ukifika zaidi ya 100W anaweza kusababisha ongezeko la joto liko zaidi ya kiwango cha kukubaliwa, hivyo kunahitajika kureduce ubora wa fuse.

Pia, kutokana na madhara ya saizi katika ring main units (RMUs), uzito wa sanduku la fuse kwenye RMUs zenye gas-insulated ni kawaida wake kuanza kwa 90 mm, inayoweza kuruhusu installation ya fuses hadi 160A (yanayotumiwa sana hadi 125A). Hii inaweza kuleta protection kwa transformers hadi karibu 1250 kVA. Transformers zinazokuwa zaidi ya 1250 kVA zinahitaji protection kwa kutumia circuit breakers. Vile vile, kwa F-C (fuse-contactor) circuits zinazotumika kwa ajili ya protection ya motors, suluhisho linaweza kutumiwa kwa motors hadi 1250 kW. Motors zinazokuwa zaidi ya 1250 kW zinahitaji control na protection kwa kutumia circuit breakers.

Katika matumizi ya motor control, ufunguzi wa F-C unatumia fuse ya kiwango cha juu kama kifaa cha backup protection. Katika mkondo wa F-C, wakati umeme wa hitilafu unapokuwa sawa au chini ya uwezo wa vacuum contactor, relay ya integrated protection inapaswa kutumika, ikisababisha contactor kutoa umeme. Fuse inafanya kazi tu wakati umeme wa hitilafu unapopanda zaidi ya setting ya relay au ikiwa vacuum contactor haipaswi kutumika.

Protection ya short-circuit inatoa na fuse. Fuse kawaida huchaguliwa na kiwango cha umeme cha juu kuliko full-load current ya motor ili kuweza kudumu kwa inrush currents wakati wa kuanza, lakini haiwezi kudumu kwa overload protection. Kwa hivyo, relays za inverse-time au definite-time zinahitaji kutumiwa kwa ajili ya protection ya overloads. Components kama contactors, current transformers, cables, motor mwenyewe, na vifaa vingine vya mkondo viwezavyo kuvunjika kwa muda mrefu wa overloads au kwa sababu ya energy let-through zinazokuwa zaidi ya uwezo wao wa kukubali.

Protection ya motor dhidi ya overcurrents zinazotokana na overloads, single-phasing, rotor lock, au repeated starts inatoa na relays za inverse-time au definite-time, ambazo zinatumia contactor. Kwa faults za phase-to-phase au phase-to-ground ambazo umeme unapokuwa chini ya uwezo wa contactor, protection inatoa na relay. Kwa umeme wa hitilafu unapokuwa zaidi ya uwezo wa contactor hadi kiwango cha juu cha kukubali, protection inatoa na fuse.

Switchgear ya combination ya fuse zinatumika kwa ujumla kwa ajili ya protection ya transformers. Matumizi yanayohusu ni transformer feeder circuits katika ring main units (RMUs), ambapo SF6 load switch hutumika pamoja na fuses kutoa design yenye ukuta na isipokuwa na huduma. Mfumo mwingine ni solution ya draw-out trolley, ambayo combination unit ya fuse-load switch inajulikana kwenye switchgear ya kiwango cha chini (kama vile metal-clad switchgear), inayoweza kutengenezwa rahisi kwa ajili ya huduma na replacement ya fuse.

Wakati vifaa vya combination vinatumika kwa ajili ya protection ya transformer, scheme ya protection ya mbili inatumika kwa kutumia protection ya relay. Kwa overloads au overcurrents za kiwango cha chini, relay hutuma command ya trip kwa load switch kutoa hitilafu. Kwa short-circuit faults zinazokuwa ngumu, fuse hutumika na husababisha switch kutoa, kwa hivyo kutofautiana na mkondo wa umeme.

Wakati hitilafu kama short circuit inatosha ndani ya transformer, arc inachomoka insulating oil kwenye gas. Wakati hitilafu inendelea, pressure ndani inapanda haraka, inaweza kusababisha kuvunjika au kupata explosion. Kupunguza failure ya tank, hitilafu lazima itofautiane ndani ya 20 milliseconds (ms). Lakini, total breaking time ya circuit breaker - ambayo inajumuisha relay operating time, inherent tripping time, na arcing time - ni mara nyingi si chache kuliko 60 ms, ambayo ni chache kwa protection ya transformer. Ingawa, current-limiting fuses zinatoa interruption ya haraka sana, zinaweza kutofautiana na hitilafu ndani ya 10 ms, kwa hivyo zinatoa protection nzuri sana kwa transformer.