Ocena preklopnika | Tok prekinitve vkratku

Ocenjevanje prekinitelja vključuje:

1. Ocenjeni tok prekinjanja kratkega krožnega toka.

2. Ocenjeni tok vzpostavljanja kratkega krožnega toka.

3. Ocenjeni operativni zaporedni postopek prekinitelja.

4. Ocenjeni kratkotrajni tok.

Tok prekinjanja kratkega krožnega toka prekinitelja

To je največji tok kratkega krožnega toka, ki ga lahko prekinitelj (CB) odtrgne, preden ga končno izklopi z odprtjem kontaktov.

Ko preteče tok kratkega krožnega toka skozi prekinitelj, se v nosilnih delih prekinitelja pojavijo termalni in mehanični stresi. Če površina in prerezanost vodilnih delov prekinitelja nista dovolj veliki, lahko pride do trajnega poškodovanja izolacije in vodilnih delov CB.

Po Jouleovem zakonu o segrevanju je porast temperature neposredno sorazmeren s kvadratom toka kratkega krožnega toka, upornosti kontakta in dolžino trajanja toka kratkega krožnega toka. Tok kratkega krožnega toka teče skozi prekinitelj, dokler ga ne izklopi z odprtjem prekinitelja.

Ker je termalni stres v prekinitelju sorazmeren s časom kratkega krožnega toka, je prekiniška zmogljivost električnega prekinitelja odvisna od časa delovanja. Pri 160oC postane aluminij mehki in izgubi svojo mehansko trdoto, ta temperatura se lahko uporablja kot mejna temperatura pri podtajanju kontaktov prekinitelja med kratkim krožnim tokom.

Zato je prekiniška zmogljivost ali tok prekinjanja kratkega krožnega toka prekinitelja definirana kot največji tok, ki lahko teče skozi prekinitelj od trenutka nastanka kratkega krožnega toka do trenutka izklopa kratkega krožnega toka brez trajnega poškodovanja CB.
Vrednost toka prekinjanja kratkega krožnega toka je izražena v RMS.

Med kratkim krožnim tokom prekinitelj ni le podvržen termalnim stresom, temveč trpi tudi zelo resno zaradi mehaničnih stresov. Torej ob določitvi prekiniške zmogljivosti se upošteva tudi mehanska trdota prekinitelja.

Zato je za izbiro primerenega prekinitelja očitno določiti stopnjo napake na tem delu sistema, kjer bo nameščen prekinitelj. Ko je določena stopnja napake katerega koli dela električne prenose, je enostavno izbrati pravilno ocenjeni prekinitelj za to mrežo.

Ocenjeni tok vzpostavljanja kratkega krožnega toka

Tok vzpostavljanja kratkega krožnega toka prekinitelja je izražen v vrhunski vrednosti, ne v RMS vrednosti, kot je prekiniška zmogljivost. Teoretično lahko pri pojavu napake v sistemu tok napake naraste na dvakratnik simetrične stopnje napake.

Ob vklopitvi prekinitelja v stanju napake sistema je del sistema, povezan z virom, v stanju kratkega krožnega toka. Prvi cikel toka med zatvorenim prekiniteljem ima največjo amplitudo. To je približno dvakrat več kot amplituda simetričnega talca napake.

Kontakti prekinitelja morajo zdržati to najvišjo vrednost toka med prvimi cikli talca, ko je prekinitelj zatvoren pri napaki. Na osnovi tega zgornjega pojava bi morali biti izbrani prekinitelji ocenjeni s tokom vzpostavljanja kratkega krožnega toka.

Ker je ocenjeni tok vzpostavljanja kratkega krožnega toka prekinitelja izražen v največji vrhunski vrednosti, je vedno večji od ocenjenega toka prekinjanja kratkega krožnega toka prekinitelja. Običajna vrednost toka vzpostavljanja kratkega krožnega toka je 2,5-krat večja od toka prekinjanja kratkega krožnega toka. To velja za standardne in oddaljeno nadzorovane prekinitelje.

Ocenjeni operativni zaporedni postopek ali cikel obveznosti prekinitelja

To so mehanske obveznosti mehanizma prekinitelja. Zaporedje ocenjenih operativnih obveznosti prekinitelja je določeno kot:

Kjer O označuje operacijo odpiranja CB.

CO predstavlja čas operacije zapiranja, ki je takoj sledil operaciji odpiranja brez namenskega zamuda.

t’ je čas med dvema operacijama, ki je potreben za obnovitev začetnih pogojev in/ali za preprečevanje nenadoma segrevanja vodilnih delov prekinitelja. t = 0,3 sekunde za prekinitelj, namenjen prvi samodejni ponovni operaciji, če ni drugače določeno.

Recimo, da je ocenjeni cikel obveznosti prekinitelja:

To pomeni, da operacija odpiranja prekinitelja sledi operaciji zapiranja po času 0,3 sekunde, nato pa prekinitelj spet odpre brez namenskega zamuda. Po tej operaciji odpiranja se CB spet zapre po 3 minutah in nato takoj odpne brez namenskega zamuda.

Ocenjeni kratkotrajni tok

To je meja toka, ki ga lahko prekinitelj varno nosi za določen čas brez škode. Prekinitelji ne izklopijo toka kratkega krožnega toka takoj, ko se v sistemu pojavi napaka. Vedno obstajajo namenske in nenamenske zamude med trenutkom pojavitve napake in trenutkom izklopa napake s strani CB.

Ta zamuda je zaradi časa delovanja zaščitnih relejev, časa delovanja prekinitelja in morda tudi neke namenske zamude, uvedene v releju za pravilno usklajevanje zaščite elektroenergetskega sistema. Če prekinitelj ne izklopi, bo napako izklopil naslednji višje postaveni prekinitelj.

V tem primeru je čas izklopa napake daljši. Zato mora prekinitelj po napaki nositi tok kratkega krožnega toka za določen čas. Seštevek vseh zamud ne sme biti večji od 3 sekund, zato mora prekinitelj biti sposoben nositi največji napaktni tok vsaj za ta kratkotrajen čas.

Tok kratkega krožnega toka lahko ima dva glavna učinka znotraj prekinitelja.

1. Zaradi visokega električnega toka lahko v izolacijskih in vodilnih delih CB nastane visok termalni stres.

2. Visoki tok kratkega krožnega toka ustvarja značilne mehanične stresi v različnih vodilnih delih prekinitelja.

Prekinitelj je zasnovan, da zdrži te stresi. Ampak noben prekinitelj ne sme nositi toka kratkega krožnega toka dlje kot določeni kratkotrajen čas. Ocenjeni kratkotrajni tok prekinitelja je vsaj enak ocenjenemu toku prekinjanja kratkega krožnega toka prekinitelja.

Ocenjena napetost prekinitelja

Ocenjena napetost prekinitelja je odvisna od njegovega izolacijskega sistema. Za sisteme pod 400 KV je prekinitelj zasnovan, da zdrži 10% nad normalno sistemsko napetostjo. Za sisteme nad ali enake 400 KV mora izolacija prekinitelja biti sposobna zdržati 5% nad normalno sistemsko napetostjo.

To pomeni, da odgovara ocenjena napetost prekinitelja najvišji sistemski napetosti. To je zato, ker se v stanju brez naloge ali male naloge dovoljuje, da se ravni napetosti elektroenergetskega sistema dvignejo do najvišje napetostne stopnje sistema.

Prekinitelj je tudi podvržen drugima dvema stanjema visoke napetosti.

1. Nenadno odstranitev velike naloge zaradi kakršnekoli druge vzročnice, napetost, ki je nanesena na CB in tudi med kontakti, ko je CB odprt, lahko znaša veliko več kot višja sistemsk