PT Fuse Slow Blow: سبب، تشخیص و پیشگیری

I. ساختار فیوز و تحلیل عامل اصلی

سوزاندن آهسته فیوز:
بر اساس اصل طراحی فیوزها، هنگامی که جریان خطا بزرگ از عنصر فیوز عبور می‌کند، به دلیل اثر فلزی (فلزات مقاوم خاص تحت شرایط آلیاژی مشخص قابل ذوب می‌شوند)، فیوز ابتدا در توپ دوخته شده قلع ذوب می‌شود. پس از آن قوس الکتریکی سریعاً تمام عنصر فیوز را تبخیر می‌کند. قوس حاصل سریعاً توسط شن کوارتز خاموش می‌شود.

با این حال، به دلیل محیط عملیاتی سخت، عنصر فیوز ممکن است تحت تأثیر ترکیبی نیروی جاذبه و انباشت حرارتی قدیمی شود. این می‌تواند منجر به شکست فیوز حتی در زیر جریان بار نرمال شود. از آنجا که فیوز تحت جریان نرمال سوزانده می‌شود، فرآیند ذوب آهسته است. با افزایش تدریجی مقاومت فیوز، دامنه ولتاژ فاز کاهش می‌یابد که ممکن است منجر به عملکرد نادرست رله‌های محافظ مرتبط شود.

تأثیر سوزاندن آهسته فیوز PT:
اگر فیوز PT سمت بالادست در زمان مشخص شده کاملاً خاموش نشود، مقاومت لوله فیوز به طور مداوم افزایش می‌یابد که منجر به کاهش مستمر ولتاژ خروجی ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ (TV) می‌شود.

II. خطرات سوزاندن آهسته فیوز PT

• سیستم برانگیزشی عملیات فیلد را آغاز می‌کند، که منجر به فعال شدن محافظ بیش از برانگیزش و ولتاژ بیش از حد می‌شود.

• عملکرد نادرست محافظ خرابی زمینی استاتور.

• اضافه باری ژنراتور و توربین که ممکن است در موارد شدید منجر به خسارت تجهیزات شود.

III. تحلیل عامل اصلی

• استفاده از مواد مختلف در تماس‌های اتصال اولیه ترانسفورماتور خروجی ولتاژ موجب ایجاد لایه‌های اکسیدی و تماس ضعیف می‌شود؛ پیچ‌های اتصال کمربندی که آزاد هستند موجب افزایش دما در فیوز می‌شوند.

• دمای محیط بالا حول فیوز PT. عنصر فیوز از فلز با نقطه ذوب پایین ساخته شده و بسیار نازک است—تنها ارتعاش مکانیکی می‌تواند منجر به شکست شود.

• فیوزهای PT با کیفیت ضعیف در طول عملیات ممکن است مورد تخریب یا شکست زودرس قرار گیرند.

• ولتاژ فراگذر از بسته شدن ناگهانی برش یا زمین‌گذاری قوسی متناوب می‌تواند منجر به فرورنسانس شود که به نوبه خود موجب سوزاندن فیوزهای اولیه و ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ می‌شود.

• جریان اشباع با فرکانس پایین می‌تواند منجر به سوزاندن فیوزهای اولیه و ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ شود.

• کاهش عایق یا کهربایی در پیچهای اولیه/ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ یا تخریب عایق در مهارکننده هارمونیک می‌تواند منجر به سوزاندن فیوز شود.

• خرابی‌های یک‌فاز به زمین ممکن است منجر به سوزاندن ترانسفورماتور ولتاژ شود.

• ژنراتورها معمولاً از طریق یک مدار خنثی با کویل خنثی‌کننده قوس از نقطه خنثی زمین می‌شوند. با این حال، این ساختار می‌تواند ولتاژ جابجایی نقطه خنثی را افزایش دهد که موجب می‌شود یک یا دو فاز برای مدت طولانی تحت ولتاژ قابل توجهی بالاتر از نرمال قرار بگیرند و این می‌تواند منجر به سوزاندن فیوز PT شود.

IV. اقدامات پیشگیرانه

• برای اکسید شدن و تماس ضعیف در نقاط تماس اولیه به دلیل عدم تطابق مواد، در حین نگهداری سطح تماس را صیقل داده و گریس هدایتی را اعمال کنید.

• برای رسیدگی به کیفیت ناپایدار فیوز، فیوزهای اولیه فشار بالا را به طور دوره‌ای بر اساس برنامه نگهداری تجهیزات تعویض کنید. سطوح تماس باید از اکسید خالی شده و با گریس هدایتی پوشانده شوند.

• برای سیستم‌های با ارتعاش بالا: پس از حرکت دادن وانت PT به موقعیت خدمات، تمام اتصالات هدایتی را بررسی کنید تا اطمینان حاصل کنید که محکم و بدون آزادی هستند. در صورت لزوم، وانت را خارج کرده و پیچ‌ها را بسته کنید. در طول توقف واحد بدون کار روی ژنراتور اولیه یا مدار PT خروجی ژنراتور، ژنراتور خروجی PT را در حالت آماده نگه دارید (آن را جدا نکنید). فقط مدار برش ثانویه را باز کنید. این کار تعداد حرکات وارد و خارج کردن را کاهش می‌دهد و از شکست فیوز، خسارت مکانیکی یا تماس ضعیف با سیم‌های فنری جلوگیری می‌کند و احتمال شکست فیوز فشار بالا را کاهش می‌دهد. (قبل از قرار دادن ژنراتور در حالت آماده گرم، کارکنان عملیاتی باید تمامیت فیوز اولیه PT را تأیید کنند.)

• در طول خرابی‌های یک‌فاز به زمین، اگر ژنراتور در فرکانس نرمال عمل کند، ولتاژ فراگذر در فاز‌های سالم می‌تواند تا 2.6 برابر ولتاژ فاز نرمال برسد. بنابراین، ترانسفورماتورهای ولتاژ خروجی ژنراتور باید به گونه‌ای انتخاب شوند که بتوانند این ولتاژ فراگذر را تحمل کنند:

• تحمل ولتاژ پایدار ≥ ولتاژ خط

• تحمل ولتاژ فراگذر ≥ 2.6 × ولتاژ فاز نرمال
  انتخاب فیوز PT باید نه تنها قادر به جداسازی کوتاه‌مداری داخلی ترانسفورماتور باشد بلکه همچنین در مقابل شرایط ولتاژ بیش از حد مانند افزایش ولتاژ و فرورنسانس محافظت کند.

مهار هارمونیک اولیه: یک ترانسفورماتور ولتاژ زمینی بین نقطه خنثی اولیه VT و زمین نصب کنید. این کار به طور مؤثر مهار یا حذف ولتاژ بیش از حد در پیچ اولیه و جلوگیری از فرورنسانس و سوزاندن ترانسفورماتور می‌کند.

مهار هارمونیک ثانویه: یک دستگاه میرا (مهارکننده هارمونیک ثانویه) را در دلتا باز پیچ باقی‌مانده VT نصب کنید. مهارکننده‌های هارمونیک مدرن مبتنی بر میکروپروسسور تشخیص می‌دهند که رزونانس آغاز شده است و به طور فوری یک مقاومت میرا را متصل می‌کنند تا فرورنسانس را حذف کنند. وقتی نقطه خنثی ژنراتور از طریق یک کویل خنثی‌کننده قوس (که القای آن بسیار کمتر از القای مغناطیسی VT است) زمین شده است، ولتاژ بیش از حد فرورنسانس به طور مؤثر مهار می‌شود. بنابراین، فرورنسانس در تحلیل سوزاندن آهسته فیوز PT مورد نظر نیست.

همکاری با سازنده سیستم برانگیزشی برای اطمینان از اینکه تنظیم‌کننده برانگیزش شامل منطق تشخیص سوزاندن آهسته فیوز اولیه PT (با در نظر گرفتن سناریوهای خرابی فیوز یک‌فاز، دو‌فاز و سه‌فاز) و شکست مدار ثانویه است. در صورت تشخیص شکست PT، کانال اصلی برانگیزش باید به طور خودکار از حالت AVR به حالت FCR یا به کانال پشتیبان تغییر کند. تنظیمات آستانه در منطق تشخیص شکست PT را تنظیم کنید تا از فعال شدن نادرست فیلد فورسینگ به دلیل تماس ضعیف مدار PT جلوگیری شود و حساسیت و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش دهد.

V. روش‌های تشخیص سوزاندن آهسته فیوز PT

معیار 1: معرفی ولتاژ صفر و منفی‌تسلسل

الف) روش ولتاژ صفر
ولتاژ دلتا باز در سمت ثانویه PT را مانیتور کنید. ولتاژ صفر ترمینال ژنراتور را با ولتاژ صفر نقطه خنثی مقایسه کنید. اگر اختلاف مطلق بیش از آستانه تنظیم شده باشد، سوزاندن آهسته فیوز PT مشخص می‌شود. در این صورت، معیار جریان منفی‌تسلسل استاتور باید مسدود شود.

ب) روش ولتاژ منفی‌تسلسل
سیستم برانگیزشی فقط ولتاژ ترمینال ژنراتور را اندازه‌گیری می‌کند و ولتاژ نقطه خنثی را اندازه‌گیری نمی‌کند، بنابراین روش ولتاژ صفر قابل اعمال نیست. به جای آن، ولتاژ ثانویه PT را تجزیه کنید تا مؤلفه منفی‌تسلسل را استخراج کنید. اگر ولتاژ منفی‌تسلسل بیش از آستانه تنظیم شده باشد، سوزاندن آهسته فیوز اولیه PT تشخیص داده می‌شود. معیار جریان منفی‌تسلسل استاتور باید نیز مسدود شود.

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

نکته کلیدی: از روش‌های ولتاژ صفر، منفی‌تسلسل و مقایسه ولتاژ استفاده کنید. هرگز از ولتاژ مثبت‌تسلسل (که توسط رله‌های محافظ استفاده می‌شود) برای تشخیص شکست فیوز اولیه PT استفاده نکنید، زیرا فاز خراب هنوز ولتاژ القایی (نه صفر) ایجاد می‌کند که ممکن است معیار مثبت‌تسلسل را برآورده نکند.

شکست فیوز اولیه PT باعث نامتوازنی القایی در EMF ثانویه می‌شود که منجر به ولتاژ در دلتا باز و تحریک هشدار ولتاژ صفر می‌شود. این پدیده در شکست فیوز ثانویه رخ نمی‌دهد—این می‌باشد معیار اصلی تشخیص بین شکست فیوز اولیه و ثانویه.

شکست فیوز اولیه PT ولتاژ القایی ثانویه را کاهش می‌دهد (زیرا دو فاز دیگر هنوز میدان مغناطیسی در هسته ایجاد می‌کنند)، بنابراین ولتاژ فاز متناظر ثانویه کاهش می‌یابد. در مقابل، شکست فیوز ثانویه پیچ را از مدار خارج می‌کند که منجر به کاهش ولتاژ فاز به صفر می‌شود.