ฟิวส์แรงดันกลาง | การป้องกันความผิดปกติอย่างรวดเร็ว 10 มิลลิวินาทีสำหรับหม้อแปลง
ฟิวส์จำกัดกระแสไฟฟ้าแรงดันกลางใช้สำหรับการป้องกันโหลดเช่นหม้อแปลงและมอเตอร์ ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ที่เมื่อกระแสเกินค่าที่กำหนดไว้เป็นเวลานานพอสมควร จะตัดวงจรที่มันถูกใส่เข้าไปโดยละลายส่วนประกอบที่ออกแบบมาพิเศษและมีขนาดเหมาะสม ฟิวส์จำกัดกระแสอาจมีความยากในการจัดการกับค่ากระแสระหว่างทาง (โอเวอร์โหลดระหว่าง 6 ถึง 10 เท่าของกระแสที่กำหนด) ดังนั้นจึงมักใช้ร่วมกับอุปกรณ์สวิตช์
ฟิวส์จำกัดกระแสไฟฟ้าแรงดันกลางทำงานโดยการใส่ตัวนำโลหะ (องค์ประกอบของฟิวส์) ลงในวงจรแบบอนุกรม เมื่อกระแสโอเวอร์โหลดหรือลัดวงจรผ่านองค์ประกอบนี้ การสร้างความร้อนเองจะทำให้มันละลายเมื่อกระแสเกินค่าที่กำหนด ทำให้วงจรเปิด ดังนั้นฟิวส์มีความต้านทานสูงทำให้สร้างความร้อนมากภายใต้กระแสที่กำหนด เช่น ฟิวส์ 125A สร้างความร้อนประมาณ 93W ฟิวส์ 160A สร้าง 217W และฟิวส์ 200A สร้าง 333W ในตลาดมีฟิวส์ 12kV ที่มีค่ากระแสสูงสุดถึง 355A ทำให้กำลังที่สูญเสียสูงขึ้น
ในการใช้งานสวิตช์เกียร์จริง กระแสที่กำหนดของฟิวส์ควรมีประมาณ 1.25 เท่าของกระแสการทำงานระยะยาวของโหลด เมื่อฟิวส์ติดตั้งภายในตู้ปิดสามเฟสหรืออยู่ในท่อเรซินที่หุ้มฉนวน ปริมาณที่จำกัดของช่องฟิวส์ไม่สามารถระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ การสร้างความร้อนเกิน 100W อาจทำให้อุณหภูมิสูงเกินขีดจำกัดที่ยอมรับได้ ทำให้จำเป็นต้องลดความสามารถของฟิวส์
นอกจากนี้เนื่องจากข้อจำกัดเรื่องขนาดในวงจรวงจรหลัก (RMUs) ความกว้างของช่องฟิวส์ใน RMUs ที่กะทัดรัดและมีการแยกด้วยแก๊สมักจะอยู่ที่ประมาณ 90 มม. ทำให้สามารถติดตั้งฟิวส์ได้ถึง 160A (ที่ใช้บ่อยสุดคือ 125A) ซึ่งจำกัดการป้องกันหม้อแปลงที่มีขนาดไม่เกินประมาณ 1250 kVA หม้อแปลงที่ใหญ่กว่านี้ต้องการการป้องกันผ่านเบรกเกอร์ เช่นเดียวกับวงจร F-C (ฟิวส์-คอนแทคเตอร์) ที่ใช้สำหรับป้องกันมอเตอร์ โซลูชันมักจำกัดอยู่ที่มอเตอร์ไม่เกิน 1250 kW มอเตอร์ที่ใหญ่กว่านี้ต้องการการควบคุมและการป้องกันผ่านเบรกเกอร์
ในการควบคุมมอเตอร์ คอมโบ F-C ใช้ฟิวส์จำกัดกระแสไฟฟ้าแรงดันสูงเป็นอุปกรณ์ป้องกันรอง ในวงจร F-C เมื่อกระแสความผิดปกติเท่ากับหรือน้อยกว่าความสามารถในการตัดของคอนแทคเตอร์สุญญากาศ รีเลย์ป้องกันที่รวมอยู่ควรทำงาน ทำให้คอนแทคเตอร์ตัดกระแส ฟิวส์จะทำงานเฉพาะเมื่อกระแสความผิดปกติเกินการตั้งค่าของรีเลย์หรือหากคอนแทคเตอร์สุญญากาศไม่ทำงาน
การป้องกันลัดวงจรให้โดยฟิวส์ ฟิวส์มักเลือกด้วยกระแสที่กำหนดสูงกว่ากระแสเต็มโหลดของมอเตอร์เพื่อรับกระแสเริ่มต้น แต่ไม่สามารถให้การป้องกันโอเวอร์โหลดได้พร้อมกัน ดังนั้นจำเป็นต้องใช้รีเลย์เวลาผกผันหรือเวลาแน่นอนเพื่อป้องกันโอเวอร์โหลด ส่วนประกอบเช่น คอนแทคเตอร์ ทรานสฟอร์เมอร์กระแส สายเคเบิล มอเตอร์เอง และอุปกรณ์วงจรอื่น ๆ อาจเสียหายจากการโอเวอร์โหลดนาน ๆ หรือจากการผ่านพลังงานเกินความสามารถในการทนทาน
การป้องกันมอเตอร์จากการโอเวอร์โหลด ไฟขาดเฟส ล็อกโรเตอร์ หรือการเริ่มต้นซ้ำๆ ให้โดยรีเลย์เวลาผกผันหรือเวลาแน่นอน ซึ่งทำงานคอนแทคเตอร์ สำหรับความผิดปกติระหว่างเฟสหรือระหว่างเฟสกับกราวด์ที่กระแสต่ำกว่าความสามารถในการตัดของคอนแทคเตอร์ การป้องกันให้โดยรีเลย์ สำหรับกระแสความผิดปกติที่เกินความสามารถในการตัดของคอนแทคเตอร์ถึงระดับสูงสุดที่ทนทานได้ การป้องกันให้โดยฟิวส์
สวิตช์เกียร์คอมโบฟิวส์ใช้สำหรับการป้องกันหม้อแปลง แอปพลิเคชันทั่วไปรวมถึงวงจรป้อนหม้อแปลงในวงจรวงจรหลัก (RMUs) ที่สวิตช์โหลด SF6 รวมกับฟิวส์เพื่อให้การออกแบบที่กะทัดรัดและไม่ต้องบำรุงรักษา คอนฟิกอีกแบบคือโซลูชันรถเข็นที่สามารถดึงออกได้ ที่รวมฟิวส์และสวิตช์โหลดเข้ากับสวิตช์เกียร์แรงดันกลาง (เช่น สวิตช์เกียร์เคลือบโลหะ) ทำให้สามารถดึงออกมาสำหรับการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนฟิวส์ได้สะดวก
เมื่อใช้อุปกรณ์คอมโบสำหรับการป้องกันหม้อแปลง ระบบป้องกันสองขั้นตอนจะถูกสร้างขึ้นโดยการรวมการป้องกันด้วยรีเลย์ สำหรับโอเวอร์โหลดหรือกระแสเกินปานกลาง รีเลย์ส่งคำสั่งทริปไปยังสวิตช์โหลดเพื่อตัดความผิดปกติ สำหรับความผิดปกติลัดวงจรรุนแรง ฟิวส์จะทำงานและกระตุ้นสวิตช์ให้ทริป ทำให้วงจรตัด
เมื่อมีความผิดปกติภายในเช่นลัดวงจรในหม้อแปลง ประกายไฟที่เกิดขึ้นจะทำให้น้ำมันฉนวนแตกตัวเป็นก๊าซ เมื่อความผิดปกติดำเนินต่อไป ความดันภายในจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อาจนำไปสู่การแตกของถังหรือการระเบิด เพื่อป้องกันการแตกของถัง ความผิดปกติต้องถูกตัดภายใน 20 มิลลิวินาที (ms) อย่างไรก็ตาม เวลาตัดวงจรรวมของเบรกเกอร์ ซึ่งประกอบด้วยเวลาการทำงานของรีเลย์ เวลาทริปโดยธรรมชาติ และเวลาอาร์ค ทั่วไปไม่น้อยกว่า 60 ms ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับการป้องกันหม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพ ตรงกันข้าม ฟิวส์จำกัดกระแสสามารถตัดความผิดปกติอย่างรวดเร็ว สามารถตัดความผิดปกติภายใน 10 ms จึงให้การป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับหม้อแปลง
