Güçləndirmə Qoruyucularının Funksiyası
Yuxu nedeni ilə yaranan artıq qəsdən havada uzanan elektrik şəbəkələri vasitəsilə alt stantsiyaya və ya başqa binalara gədib, elektrik cihazlarının izolyasiyasını aşırmağa və hətta zədələməyə bilər. Bu səbəbdən, cihazın enerji girişində paralel şəkildə bir qoruyucu cihaz (güçləndirmə qoruyucusu adlanır) qoşulmuş olarsa (Şəkil 1-də göstərilən kimi), artıq qəs belirlənmiş işləmə səviyyəsinə çatdıqda bu qoruyucu hemen aktiv olur.
Qoruyucu artıq enerjiyi buraxır, qəs artımını məhdudlaşdırır və cihazın izolyasiyasını qoruyur. Qəs normal səviyyəyə qayıtdıqda, güçləndirmə qoruyucusu tez-tez öz orijinal vəziyyətinə qayıdır, sistem normal elektrik təchizatını davam etdirir.
Güçləndirmə qoruyucusunun qoruma funksiyası üç ön şərtlə əsaslanır:
Qoruyucunun və qorunan izolyasiyanın volt-saniyə xüsusiyyətləri arasında düzgün uyğunlaşma.
Qoruyucunun artıq qəsi, qorunan izolyasiyanın darbe dayanıcılıq səviyyəsindən aşağı olmalıdır.
Qorunan izolyasiya, qoruyucunun qoruma məsafəsinin daxilində olmalıdır.
Güçləndirmə qoruyucularına tələblər:
Normal işləmə şəraitində buraxmamalıdır, amma artıq qəs olaylarında düzgün və etibarlı buraxmalıdır.
Buraxıldıqdan sonra özünü bərpa etmə qabiliyyətinə malik olmalıdır (yəni yüksək impedanslı vəziyyətinə qayıdaraq və ardıcıllıq akımı söndürməlidir).
Güçləndirmə qoruyucularının əsas parametrləri:
Davamlı işləmə qəsi: İcazə verilən uzun müddətli işləmə qəsi. Bu, sistem maksimum faz-zəmin qəsidən az olmamalıdır.
Reytinq qəsi (kV): Maksimum icazə verilən qısa müddətli elektrik qəsi (dəyərli qəs kimi də tanınır). Qoruyucu bu qəsdə işləyə və qəsini söndürməlidir, amma bu səviyyədə uzun müddət işləyə bilməz. Bu, qoruyucunun dizayn, xüsusiyyətləri və strukturu üçün əsas parametrdür.
Elektrik qəsi dayanıcılıq saniyə xüsusiyyəti: Mətnel oxit (məsələn, ZnO) qoruyucunun müəyyən şərait altında artıq qəslərə dayanma qabiliyyətini göstərir.
Nominal buraxma akımı (kA): Qoruyucuların reytinqini təyin etmək üçün istifadə edilən buraxma akımının zirvə dəyəri. 220 kV və ondan aşağı sistemlər üçün bu dəyər 5 kA-dan çox olmamalıdır.
Artıq qəs: Surc akımı zamanı qoruyucunun terminalində görünən qəs. Bu, buraxma olayı zamanı qoruyucunun dayana biləcəyi maksimum qəs kimi də anlaşıla bilər.
Güçləndirmə Qoruyucularının Növləri və Strukturları
Ümumi tip gücləndirmə qoruyucular arasında vanalı, tüplü, qoruyucu boşluqlar və metalleşmiş oksid qoruyucular var.
(1) Vanalı Güçləndirmə Qoruyucuları
Vanalı qoruyucular iki kateqoriyaya bölünür: adi vanalı və maqnit-blow vanalı. Adi tip FS və FZ seriyalarını, maqnit-blow tipi isə FCD və FCZ seriyalarını əhatə edir.
Model adlandırmasında simvollar aşağıdakı kimi ifadə edilir:
F – Vanalı qoruyucu;
S – Dağıtım sistemləri üçün;
Z – Alt stantsiyalar üçün;
Y – Elektrik hatları üçün;
D – Dövrənən maşınlar üçün;
C – Maqnit-blow buraxma boşluğu ilə.
Vanalı qoruyucu, silisium karbid (SiC) rezistor diskləri (van blokları) ilə seriya şəkildə bağlanmış düz spark boşluğunun içində, fağfur kəsmədə möhürələnmiş, quraşdırmaq üçün xarici terminal boltları ilə təmin edilmişdir. Silisium karbid rezistor, normal qəsdə yüksək direnc, artıq qəsdə isə təkcə düşən xüsusiyyətə malikdir.
Normal elektrik qəsdə spark boşluğu əmələ gəlmir. Yuxu artıq qəsi zamanı, spark boşluğu çökür. SiC bloklarının direnci çox düşür, bu da yüksək yuxu akımının təhlükəsiz olaraq yerə gəlməsinə imkan verir. Surcən sonra, SiC bloklar elektrik qəsi ardıcıllıq akımına yüksək direnc göstərir, spark boşluğu bu akımı kesir, normal sistem işləməsini bərpa edir. Bu açma-kapama davranışı, "van"-a benzer, yuxu akımı üçün açıq, elektrik qəsi akımı üçün kapalı olan, buna görə də "vanalı" qoruyucu adlanır.
(2) Qoruyucu Boşluqlar və İstifadə (Tüplü) Qoruyucular
Qoruyucu boşluqlar, yuxu qoruyucunun ən sadə formasıdır. Adətən çimərliklənmiş dairəvi çələk ilə hazırlanır, ana boşluq və köməkçi boşluqdan ibarətdir. Ana boşluq bucaq formasında hazırlanmış və yatay olaraq quraşdırılmışdır ki, ark söndürməsi asandır. Ana boşluğun altına seriya şəkildə köməkçi boşluq qoşulmuşdur ki, qarışıq obyektlərin boşluğu qısaldıqdan sonra yanlış aktivləşməsini önleyəsin. Çünki arc söndürmə qabiliyyətləri zayıf olduğu üçün, qoruyucu boşluqlar avtomatik yenidən bağlama cihazları ilə birlikdə istifadə edilir ki, elektrik təchizatının etibarlılığını artırın.
İstifadə (tüplü) qoruyucu, qutu içində qaz yaradan tüpdə yerləşdirilmiş spark boşluğunu əhatə edir, çubuk və halqa elektrodlarından ibarətdir. Hemin qoruyucu hem daxili, hem də xarici boşluqlar ehtiva edir. Tüp, istifadə zamanı qızdığı zaman böyük həcmli qaz yaradan, fibra armalanmış fenol formaldehid materialından hazırlanır. Yuxu artıq qəsi zamanı, həm daxili, həm də xarici boşluqlar çökür, yuxu akımını yerə yönləndirir. Sonrakı elektrik qəsi akımı, qutu divarını yanaraq yüksək sıxlığa sahib qazı açıq uca buraxır, bu da arxı tez-tez söndürür. Xarici boşluq daha sonra izolyasiyasını bərpa edir, qoruyucuyu sistemdən izolyasiya edir və normal işləmənin bərpa olmasına imkan verir.
Çünki istifadə qoruyucular, qaz yaratmaq üçün elektrik qəsi akimindən asılıdır, çoxlu qısa məhv akımları çox qaz yarada bilər, bu da tüpün mexaniki qüvvəsini aşır və patlama və ya püskürtməyə səbəb olur. Bu səbəbdən, istifadə qoruyucular adətən xaricdə quraşdırılır.
(3) Boşluqsuz Metallik Oksit (Tsink Oksit) Güçləndirmə Qoruyucuları
Varistor qoruyucular kimi də tanınan, bu modern növ 1970-ci illərdə daxil edilib. Gələcək silisium karbid vanalı qoruyuculara nəzərən, boşluqsuz metallik oksit qoruyucular spark boşluğu yoxdur və silisium karbidin yerinə tsink oksit (ZnO) istifadə edir. Onlar, normal elektrik qəsdə yüksək direnc, surc akımı zamanı isə direncin təkcə düşən gözəl xüsusiyyətlərə malik ZnO varistor disklərindən inşa edilir.
Metallik oksit qoruyucular, super qoruma xüsusiyyətləri, yüksək buraxma qabiliyyəti, aşağı artıq qəsi, kompakt ölçüsü və asan quraşdırılması ilə üstünlük təmin edir. Onlar indi, yüksək və aşağı qəs elektrik cihazlarının qorunması üçün geniş istifadə olunur.
(4) Boşluqlu Metallik Oksit (Tsink Oksit) Güçləndirmə Qoruyucuları
Bu, ZnO rezistor diskləri spark boşluğu ilə seriya şəkildə bağlanmış kompozit kəsmədə yerləşdirilən qoruyucudur. Boşluq ünvanı adətən keramik halqa ilə möhürələnmiş iki disk formadaki elektrodları əhatə edir. Ulaqlı neutral sistemlər üçün uyğundur. Tək fazada zəminə qəsdən və ya qalma qəsdən zamanı, uzun müddətli ciddi darbe artıq qəslər yaranabilir, bu boşluqsuz ZnO qoruyucular təsir verməyə bilər. Boşluqlu ZnO qoruyucular bu məhdudiyyəti aşır: orta səviyyədə artıq qəs, məsələn, tək fazada zəminə qəs və ya aşağı səviyyəli qalma qəsdən zamanı, seriya boşluğu pasif qalır, qoruyucuyu sistemdən izolyasiya edir.
Artıq qəs belirlənmiş limiti aşdıqda, boşluq spark atır və ZnO bloklarının gözəl xassələri qoruyucunun artıq qəsini məhdudlaşdırır. Nəticədə, ardıcıllıq akımı çox kiçik olur və asanlıqla kesilir, transformatorlar və digər cihazların izolyasiyasını etibarlı şəkildə qoruyur.
Güçləndirmə Qoruyucuları üçün Sınaqlar və Standartlar
(1) Izolyasiya Direncinin Ölçümü
2500 V və daha yüksək qəsli megohmmetre istifadə edin. 35 kV və ondan yuxarı reytinqli qoruyucular üçün izolyasiya direnci 2500 MΩ-dan aşağı olmamalıdır; 35 kV-dən aşağı reytinqli qoruyucular üçün isə 1000 MΩ-dan aşağı olmamalıdır.
(2) 1 mA-da DC Qəsinin və Bu Qəsin 75%-indəki Sızıntı Akımının Ölçümü
Qoruyuca DC qəs tətbiq edin. Qəs artıqca, sızıntı akımı yavaş-yavaş artacaqdır. Akım 1 mA-a çatdıqda qəs dəyərini yazın. Sonra qəsi 75% azaldın və sızıntı akımını yazın, bu 50 μA-dan çox olmamalıdır.
(3) İşləmə Qəsidən AC Sızıntı Akımı
İşləmə qəsidən toplam akım, direksiya akımı və ya güc zədəsinin ölçülənməsi lazımdır. Ölçülmüş dəyərlər, ilk dəyərlərə nisbətən çox dəyişməməlidir. Əgər direksiya akımı iki dəfə artarsa, qoruyucu deaktiv edib təhlil edilməlidir.
Əgər direksiya akımı ilk dəyərin 150%-inə çatarsa, monitorinq dövrü uyğun olaraq qısaldılmalıdır.
Bu sınaqlar, qoruyucu van bloklarının nemlənməsi, yaşlanma, səth çəkikləri və izolyasiya zədələrini aşkar edə bilər.
