PT предпазен въгличен предпазител с бавно действие: Причини, откриване и предотвратяване

I. Структура предпазен предохранител и анализ на основната причина

Бавно изгаряне на предохранителя:
От принципа на проектирането на предохранители, когато голям ток на дефект премине през елемента на предохранителя, поради металния ефект (определени огнеупорни метали стават топли при специфични сплави), предохранителят първо се топи в оловната топка. Дъгата бързо изпарява целия елемент на предохранителя. Резултантната дъга бързо се угасява от кварцов пясък.

Однако, поради сурови условия на работа, елементът на предохранителя може да постарее под комбинирания ефект на гравитацията и термалното натрупване. Това може да доведе до разцепване на предохранителя дори при нормален ток на натоварване. Тъй като предохранителят изгаря при нормален ток, процесът на топене е бавен. Като съпротивлението на предохранителя се увеличава постепенно, амплитудата на фазното напрежение намалява, което може да причини неправилна работа на свързаните релета за защита.

Влияние на бавното изгаряне на предохранителя на PT:
Ако предохранителят на високонапреговата страна на PT не се изчисти напълно в определения интервал от време, съпротивлението на тръбата на предохранителя се увеличава непрекъснато, причинявайки постоянна намалена вторична изходна напряжение на напреговия преобразувател (TV).

II. Опасности от бавното изгаряне на предохранителя на PT

• Системата за възбудване започва насилствено магнитно въздействие, водещо до активиране на защита срещу прекомерно възбудване и прекомерно напрежение.

• Неправилна работа на защитата срещу заземяване на статора.

• Прекомерно натоварване на генератора и турбината, което може да доведе до повреда на оборудването в тежки случаи.

III. Анализ на основната причина

• Различни материали, използвани в главните контактни контакти на изходния напрегов преобразувател, причиняват оксидационни слоеве и лош контакт; разхлабени болтове увеличават температурното повишаване на предохранителя.

• Висока околна температура около предохранителя на PT. Елементът на предохранителя е направен от металл с ниска точка на топене и е много тънък - механичните вибрации сами по себе си могат да причинят разцепване.

• Предохранители на PT с ниско качество са склонни към деградация или ранен отказ по време на работа.

• Преходни прекомерни напрежения при внезапно затваряне на прекъсвител или периодично заземяване чрез дъга могат да причинят феромагнитен резонанс, водещ до изгаряне на предохранителите на първичната и вторичната страна на напреговия преобразувател.

• Нискочестотен насищен ток може да причини изгаряне на предохранителите на първичната и вторичната страна на напреговия преобразувател.

• Намалена изолация или краткосрочни замыкания в първичните/вторичните обмотки на напреговия преобразувател, или деградирана изолация в хармоничния потисник, могат да причинят изгаряне на предохранителите.

• Еднофазни замыкания до земята могат да доведат до изгаряне на напреговия преобразувател.

• Генераторите обикновено са заземени чрез дугов потисков котел в нейтралната точка. Въпреки това, тази конфигурация може да увеличи напрежението на преместване на нейтралната точка, причинявайки една или две фази да се излагат на значително по-високо напрежение от нормалното за продължително време, водещо до изгаряне на предохранителя на PT.

IV. Предпазни мерки

• За оксидация и лош контакт на първичните контактни контакти поради несъответствие на материалите, извършете полировка на контактната повърхност по време на поддръжка и приложете проводим жир.

• За да се справите с нестабилно качество на предохранителя, заменяйте високонапреговите първични предохранители периодично според графиката за поддръжка на оборудването. Контактните повърхности трябва да бъдат деоксидирани и покрити с проводим жир.

• За системи с висока вибрация: след тласкане на платформата PT до работна позиция, проверете дали всички проводящи връзки са сигурни и без разхлабеност. Ако е необходимо, изтеглете платформата и затянете болтовете. По време на спиране на единицата, без работа на първичната или изходната PT на генератора, задържете изходния PT на генератора в режим на готовност (не го отключвайте). Отворете само вторичния прекъсвител. Това минимизира честото вмъкване/изваждане, предотвратявайки падане на предохранителя, механични повреди или лош контакт с пружинни клипсове - намалява вероятността за отказ на високонапреговия предохранител. (Преди поставянето на генератора в режим на гореща готовност, оперативният персонал трябва да провери целостта на първичния предохранител на PT.)

• По време на еднофазни замыкания до земята, ако генераторът работи на номинална честота, преходното прекомерно напрежение в здравите фази може да достигне до 2.6 пъти номиналното фазно напрежение. Следователно, изходните напрегови преобразуватели на генератора трябва да бъдат избрани, за да издържат тези прекомерни напрежения:

• Издържане на постоянни прекомерни напрежения ≥ напрежение на линията

• Издържане на преходни прекомерни напрежения ≥ 2.6 × номинално фазно напрежение
  Изборът на предохранителите на PT трябва не само да изолира вътрешни краткосрочни замыкания в преобразувателя, но и да защитава срещу условия на прекомерно напрежение, такива като повишаване на напрежението и феромагнитен резонанс.

Първична хармонична потисничост: Инсталирайте напрегов преобразувател за заземяване между първичната нейтрална точка на VT и земята. Това ефективно потисва или елиминира прекомерното напрежение в първичната обмотка и предотвратява феромагнитен резонанс и изгаряне на преобразувателя.

Вторична хармонична потисничост: Инсталирайте демпферно устройство (вторичен хармоничен потисник) върху отворената делта на остатъчната обмотка на VT. Съвременните микропроцесорни хармонични потисници детектират зародил се резонанс и моментално свързват демпферно съпротивление, за да елиминират феромагнитния резонанс. Когато нейтралната точка на генератора е заземена чрез дугов потисков котел (чието индуктивно съпротивление е много по-малко от магнитното индуктивно съпротивление на VT), феромагнитният резонансен прекомерен ток е ефективно предотвратен. Следователно, феромагнитният резонанс не трябва да се взема под внимание в анализа на изгарянето на предохранителя на PT.

Координирайте с производителя на системата за възбудване, за да се гарантира, че регулаторът за възбудване включва логика за детектиране на бавно изгаряне на първичните предохранители на PT (с оглед на еднофазни, двуфазни и трифазни случаи на отказ на предохранителите) и разкъсване на вторичната верига. При детектиране на прекъсване на PT, главният канал за възбудване трябва автоматично да се превключи от режим AVR към режим FCR, или да се превключи към резервен канал. Приспособете праговите настройки в логиката за детектиране на прекъсване на PT, за да се намали лъжливо включване на магнитно въздействие поради лош контакт в веригата на PT, което ще подобри чувствителността и надеждността на системата.

V. Методи за детектиране на бавно изгаряне на предохранителя на PT

Критерий 1: Въвеждане на нулева последователност и негативна последователност на напрежението

a) Метод на нулевата последователност
Мониторирайте напрежението на отворената делта на вторичната страна на PT. Сравнете нулевото напрежение на генератора с нулевото напрежение на нейтралната точка. Ако абсолютната разлика надхвърли предварително зададен праг, това указва на бавно изгаряне на предохранителя на PT. В този случай, критерият за негативна последователност на статора трябва да бъде блокиран.

b) Метод на негативната последователност
Системата за възбудване измерва само напрежението на генератора, а не напрежението на нейтралната точка, което прави метода на нулевата последователност неприложим. Вместо това, декомпозирайте вторичното напрежение на PT, за да извлечете компонента на негативната последователност. Ако напрежението на негативната последователност надхвърли зададен праг, това указва на бавно изгаряне на първичния предохранител на PT. Критерият за негативна последователност на статора трябва също да бъде блокиран.

Критерий 2:
UAB – Uab > 5V
UBC – Ubc > 5V
UCA – Uca > 5V

Ключова точка: Използвайте методи за нулева последователност, негативна последователност и сравнение на напрежението. Никога не използвайте положителна последователност на напрежението (използвана от релета за защита) за детектиране на отказ на първичния предохранител на PT, тъй като повредената фаза все още индуцира напрежение (не нула), което може да не удовлетвори критериите за положителна последователност.

Повреда на първичния предохранител на PT причинява несбалансираност в вторичната ЕДС, водеща до напрежение в отворената делта и активиране на аларма за нулева последователност. Това явление не се случва при повреда на вторичния предохранител - това е основният критерий за различаване между повреди на първичния и вторичния предохранител.

Повреда на първичния предохранител на PT намалява вторичната индуцирана напрежение (тъй като другите две фази все още произвеждат магнитен поток в ядрото), така че съответната вторична фазна напрежение намалява. В сравнение, повреда на вторичния предохранител премахва обмотката от веригата, причинявайки фазната напрежение да падне до нула.