ฟิวส์ PT ชนิดช้า: สาเหตุ การตรวจจับและการป้องกัน

I. โครงสร้างฟิวส์และการวิเคราะห์สาเหตุราก

การระเบิดของฟิวส์ช้า:
จากหลักการดีไซน์ของฟิวส์ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผิดปกติขนาดใหญ่ผ่านองค์ประกอบของฟิวส์ เนื่องจากผลของโลหะ (โลหะบางชนิดกลายเป็นละลายได้ภายใต้สภาพผสมโลหะเฉพาะ) ฟิวส์จะละลายที่ลูกปืนตะกั่วเชื่อมก่อน แล้วอาร์คไฟฟ้าจะระเหิดองค์ประกอบของฟิวส์ทั้งหมดอย่างรวดเร็ว อาร์คไฟฟ้านี้จะถูกทำลายโดยทรายควอตซ์อย่างรวดเร็ว

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสภาพการทำงานที่ทรหด องค์ประกอบของฟิวส์อาจเสื่อมสภาพภายใต้ผลกระทบจากการสะสมความร้อนและแรงโน้มถ่วงร่วมกัน ซึ่งอาจทำให้ฟิวส์แตกแม้กระทั่งภายใต้กระแสโหลดปกติ เนื่องจากฟิวส์ระเบิดภายใต้กระแสปกติ กระบวนการละลายจึงช้าลง ขณะที่ความต้านทานของฟิวส์เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป แอมปลิจูดของแรงดันเฟสลดลง อาจทำให้เกิดการทำงานผิดพลาดของรีเลย์ป้องกันที่เกี่ยวข้อง

ผลกระทบของการระเบิดของฟิวส์ PT ช้า:
หากฟิวส์ PT ด้านแรงดันสูงไม่สามารถกำจัดภายในเวลาที่กำหนด ความต้านทานของท่อฟิวส์จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้แรงดันเอาต์พุตทุติยภูมิของทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน (TV) ลดลงอย่างต่อเนื่อง

II. ความเสี่ยงจากการระเบิดของฟิวส์ PT ช้า

• ระบบกระตุ้นเริ่มทำงานแบบบังคับสนาม ทำให้เกิดการกระตุ้นมากเกินไปและการทำงานของระบบป้องกันแรงดันเกิน

• การทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันการติดดินสเตเตอร์

• การโอเวอร์โหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและกังหัน ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายในกรณีที่รุนแรง

III. การวิเคราะห์สาเหตุราก

• วัสดุที่ใช้ในการติดต่อปลั๊กหลักของทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดันเอาต์พุตแตกต่างกันทำให้เกิดชั้นออกไซด์และติดต่อไม่ดี การคลายของสลักเกลียวทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบนฟิวส์

• อุณหภูมิสิ่งแวดล้อมรอบ ๆ ฟิวส์ PT สูง องค์ประกอบของฟิวส์ทำจากโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำและบางมาก การสั่นสะเทือนทางกลศาสตร์เพียงอย่างเดียวอาจทำให้แตกได้

• ฟิวส์ PT ที่มีคุณภาพต่ำมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพหรือล้มเหลวเร็วระหว่างการทำงาน

• แรงดันเกินชั่วขณะจากการปิดเบรกเกอร์อย่างกะทันหันหรือการต่อภาคพื้นดินด้วยอาร์คไฟฟ้าอาจทำให้เกิดเฟอร์โรเรโซแนนซ์ ทำให้ฟิวส์ด้านหลักและด้านทุติยภูมิของทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดันระเบิด

• กระแสความถี่ต่ำที่อิ่มตัวอาจทำให้ฟิวส์ด้านหลักและด้านทุติยภูมิของทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดันระเบิด

• การลดลงของฉนวนหรือวงจรป้อนกลับในขดลวดหลัก/ทุติยภูมิของทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน หรือการเสื่อมสภาพของฉนวนในฮาร์โมนิกซัพเพรสเซอร์ อาจทำให้ฟิวส์ระเบิด

• ความผิดปกติระหว่างเฟสเดียวและพื้นดินอาจทำให้ทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดันไหม้

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักจะต่อภาคพื้นดินผ่านคอยล์กำจัดอาร์คที่จุดกลาง แต่การตั้งค่านี้สามารถขยายแรงดันการเลื่อนจุดกลาง ทำให้หนึ่งหรือสองเฟสได้รับแรงดันสูงกว่าปกติอย่างต่อเนื่อง ทำให้ฟิวส์ PT ระเบิด

IV. มาตรการป้องกัน

• สำหรับการออกไซด์และการติดต่อไม่ดีที่ปลั๊กหลักเนื่องจากวัสดุไม่ตรงกัน ให้ทำการขัดผิวติดต่อระหว่างการบำรุงรักษาและทาสารนำไฟฟ้า

• เพื่อแก้ไขปัญหาคุณภาพฟิวส์ไม่คงที่ ให้เปลี่ยนฟิวส์หลักแรงดันสูงตามกำหนดการบำรุงรักษาอุปกรณ์ ผิวติดต่อต้องถูกกำจัดออกไซด์และทาสารนำไฟฟ้า

• สำหรับระบบที่มีการสั่นสะเทือนสูง: หลังจากดันรถเข็น PT ไปยังตำแหน่งบริการ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการติดต่อทั้งหมดมั่นคงและไม่หลวม หากจำเป็น ให้ดึงรถเข็นออกมาและขันสลักเกลียว ในระหว่างการหยุดทำงานของยูนิตโดยไม่มีงานที่เกี่ยวข้องกับวงจรหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือวงจร PT ที่ออกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ให้เก็บรถเข็น PT ไว้ในสถานะพร้อมใช้งาน (ไม่ต้องแยกออก) ให้เปิดวงจรเบรกเกอร์ด้านทุติยภูมิเท่านั้น นี่จะช่วยลดการใส่และถอดบ่อยๆ ป้องกันการหล่นของฟิวส์ การเสียหายทางกลไก หรือการติดต่อไม่ดีกับสปริงคลิปของปลั๊ก ลดโอกาสการล้มเหลวของฟิวส์แรงดันสูง (ก่อนวางเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในสถานะพร้อมใช้งาน บุคลากรปฏิบัติงานต้องตรวจสอบความสมบูรณ์ของฟิวส์ PT ด้านหลัก)

• ในระหว่างความผิดปกติระหว่างเฟสเดียวและพื้นดิน หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานที่ความถี่กำหนด แรงดันเกินชั่วขณะบนเฟสที่ปกติสามารถสูงถึง 2.6 เท่า ของแรงดันเฟสที่กำหนด ดังนั้น ต้องเลือกทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดันที่ออกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้ทนต่อแรงดันเกินเหล่านี้:

• ความสามารถในการทนต่อแรงดันเกินคงที่ ≥ แรงดันสาย

• ความสามารถในการทนต่อแรงดันเกินชั่วขณะ ≥ 2.6 × แรงดันเฟสที่กำหนด
  การเลือกฟิวส์ PT ต้องไม่เพียงแต่แยกวงจรลัดวงจรภายในทรานส์ฟอร์เมอร์ แต่ยังต้องป้องกันแรงดันเกิน เช่น แรงดันเพิ่มและเฟอร์โรเรโซแนนซ์

การปราบฮาร์โมนิกด้านหลัก: ติดตั้งทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดันภาคพื้นดินระหว่างจุดกลางด้านหลักของ VT และภาคพื้นดิน นี่จะช่วยปราบหรือกำจัดแรงดันเกินในขดลวดหลักและป้องกันเฟอร์โรเรโซแนนซ์และการไหม้ของทรานส์ฟอร์เมอร์

การปราบฮาร์โมนิกด้านทุติยภูมิ: ติดตั้งอุปกรณ์ด้านทุติยภูมิ (ฮาร์โมนิกซัพเพรสเซอร์) ข้ามสามเหลี่ยมเปิดของขดลวดที่เหลือของ VT ฮาร์โมนิกซัพเพรสเซอร์ที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ตรวจจับการเรโซแนนซ์เริ่มแรกและเชื่อมต่อตัวต้านทานด้านทุติยภูมิทันทีเพื่อกำจัดเฟอร์โรเรโซแนนซ์ เมื่อจุดกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อภาคพื้นดินผ่านคอยล์กำจัดอาร์ค (ซึ่งมีความเหนี่ยวนำน้อยกว่าความเหนี่ยวนำของ VT อย่างมาก) แรงดันเกินจากการเฟอร์โรเรโซแนนซ์จะถูกป้องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น ไม่จำเป็นต้องพิจารณาเฟอร์โรเรโซแนนซ์ในการวิเคราะห์การระเบิดของฟิวส์ PT

ประสานงานกับผู้ผลิตระบบกระตุ้นเพื่อให้แน่ใจว่าตัวควบคุมระบบกระตุ้นมีลอจิกในการตรวจจับ การระเบิดของฟิวส์ PT ด้านหลักช้า (พิจารณากรณีการล้มเหลวของฟิวส์เฟสเดียว สองเฟส และสามเฟส) และวงจรด้านทุติยภูมิที่ขาด เมื่อตรวจพบการขาดของ PT ช่องทางการกระตุ้นหลักควรเปลี่ยนจากโหมด AVR เป็นโหมด FCR หรือเปลี่ยนไปยังช่องทางสำรอง ปรับค่าขอบเขตในลอจิกการตรวจจับการขาดของ PT เพื่อลดการกระตุ้นสนามโดยไม่จำเป็นเนื่องจากการติดต่อไม่ดีของวงจร PT ทำให้เพิ่มความไวและความน่าเชื่อถือของระบบ

V. วิธีการตรวจจับการระเบิดของฟิวส์ PT ช้า

เกณฑ์ที่ 1: การแนะนำแรงดันลำดับศูนย์และลำดับลบ

a) วิธีการแรงดันลำดับศูนย์
ตรวจสอบแรงดันสามเหลี่ยมเปิดบนด้านทุติยภูมิของ PT ให้เปรียบเทียบแรงดันลำดับศูนย์ที่ปลายเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับแรงดันลำดับศูนย์ที่จุดกลาง หากความแตกต่างสัมบูรณ์เกินค่าที่กำหนด จะแสดงว่ามีการระเบิดของฟิวส์ PT ช้า ในกรณีนี้ ต้องปิดการใช้งานเกณฑ์กระแสลำดับลบสเตเตอร์

b) วิธีการแรงดันลำดับลบ
ระบบกระตุ้นวัดเฉพาะแรงดันปลายเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไม่ได้วัดแรงดันที่จุดกลาง ทำให้วิธีการแรงดันลำดับศูนย์ไม่สามารถใช้งานได้ แทนที่จะแยกแรงดันด้านทุติยภูมิของ PT เพื่อสกัดเอาแรงดันลำดับลบ หากแรงดันลำดับลบเกินค่าที่กำหนด จะตรวจจับการระเบิดของฟิวส์ PT ด้านหลักช้า ต้องปิดการใช้งานเกณฑ์กระแสลำดับลบสเตเตอร์

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

ประเด็นสำคัญ: ใช้วิธีการแรงดันลำดับศูนย์ ลำดับลบ และการเปรียบเทียบแรงดัน ห้ามใช้แรงดันลำดับบวก (ที่ใช้โดยรีเลย์ป้องกัน) เพื่อตรวจจับการล้มเหลวของฟิวส์ PT ด้านหลัก เพราะเฟสที่แตกยังคงสร้างแรงดัน (ไม่ใช่ศูนย์) ซึ่งอาจไม่สอดคล้องกับเกณฑ์แรงดันลำดับบวก

การระเบิดของฟิวส์ PT ด้านหลักทำให้เกิดความไม่สมดุลของ EMF ด้านทุติยภูมิ ทำให้เกิดแรงดันที่สามเหลี่ยมเปิดและทริกเกอร์การแจ้งเตือนลำดันศูนย์ ปรากฏการณ์นี้ไม่เกิดขึ้นกับการระเบิดของฟิวส์ด้านทุติยภูมิ—นี่คือเกณฑ์สำคัญในการแยกการล้มเหลวของฟิวส์ด้านหลักและด้านทุติยภูมิ

การระเบิดของฟิวส์ PT ด้านหลักลดแรงดันที่ถูกเหนี่ยวนำด้านทุติยภูมิ (เพราะเฟสที่เหลือยังสร้างฟลักซ์ในแกน) ดังนั้น แรงดันเฟสทุติยภูมิที่สอดคล้องกันลดลง ในทางตรงกันข้าม การระเบิดของฟิวส์ด้านทุติยภูมิทำให้ขดลวดถูกแยกออกจากวงจร ทำให้แรงดันเฟสลดลงเป็นศูนย์