Sơ đồ chức năng mạch điều khiển cơ bản của cầu chì

Mô tả Sơ đồ Chức năng Mạch Điều khiển Cầu chì

• Các Cụm Tiếp xúc Chính của Cầu chì: Đây không phải là phần của mạch điều khiển. Chúng đóng vai trò như các yếu tố dẫn điện chính để ngắt hoặc thiết lập mạch điện chính.

• Cơ chế Hoạt động Cơ khí: Cơ chế này giải phóng năng lượng cần thiết để di chuyển các cụm tiếp xúc chính giữa vị trí mở và đóng. Nó cũng được loại trừ khỏi mạch điều khiển thực sự. Vai trò của nó rất quan trọng trong việc kích hoạt vật lý các cụm tiếp xúc chính, điều này rất cần thiết cho chức năng ngắt hoặc cho phép dòng điện chảy của cầu chì.

• Hệ thống Nạp Năng lượng: Hệ thống nạp năng lượng cung cấp năng lượng cho cơ chế hoạt động. Trong các hệ thống có lưu trữ năng lượng thủy lực, lò xo, hoặc khí nén, nó thường bao gồm một động cơ điện, một bơm do động cơ điều khiển, hoặc một máy nén. Hệ thống này đảm bảo rằng cơ chế hoạt động có đủ năng lượng để thực hiện các nhiệm vụ của nó, chẳng hạn như mở và đóng các cụm tiếp xúc chính, từ đó giúp cầu chì hoạt động hiệu quả.

Bộ Giám sát Mật độ và Các Tiếp xúc Bộ Giám sát Mật độ: Các thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát chất cách điện và/hoặc chất dập hồ quang, thường là SF6 hoặc hỗn hợp khí trong các cầu chì hiện đại. Thường thì sử dụng các công tắc áp suất được bù nhiệt độ. Chúng hoạt động các rơle phụ trợ để ngăn cầu chì đóng hoặc mở nếu mật độ khí SF6 bên trong vỏ giảm xuống dưới mức giới hạn. Các công tắc và tiếp xúc này thực hiện hai chức năng quan trọng:

• Chức năng Cảnh báo/Hiện thị Báo động: Chúng đưa ra cảnh báo hoặc báo động khi mật độ khí SF6 bên trong vỏ giảm nhưng vẫn ở trên mức khóa. Cảnh báo sớm này cung cấp cho người vận hành thời gian đủ để giải quyết vấn đề trước khi cầu chì bị khóa và mất khả năng hoạt động.

• Chức năng Khóa/Không Cho phép: Khi mật độ khí SF6 đạt đến "mức khóa," nơi mà hoạt động an toàn không còn khả thi, các thành phần này sẽ khóa hoặc không cho phép hoạt động của cầu chì. Người vận hành thường có tùy chọn để cấu hình cầu chì để tự động ngắt và khóa khi đạt đến mức này (tùy chọn "ngắt ép," mang theo một số rủi ro về an toàn) hoặc khóa ở vị trí hiện tại.

Cuộn Đóng: Cuộn đóng là một thiết bị solenoid. Khi cầu chì nhận được tín hiệu đóng hợp lệ, cuộn đóng được kích hoạt. Việc kích hoạt này giải phóng cơ chế, khiến các cụm tiếp xúc chính của cầu chì đóng lại. Một khi cầu chì đạt đến vị trí đóng, các tiếp xúc công tắc phụ trợ trong mạch đóng mở, ngừng kích hoạt cuộn đóng. Thông thường, chỉ có một cuộn đóng trong mạch điều khiển để đảm bảo một thao tác đóng duy nhất, đồng bộ.

Cuộn Mở: Cuộn mở cũng là các thiết bị solenoid. Khi nhận được tín hiệu mở hợp lệ, chúng được kích hoạt. Việc kích hoạt cuộn mở giải phóng cơ chế, kết quả là các cụm tiếp xúc chính của cầu chì mở ra. Một khi cầu chì đạt đến vị trí mở, các tiếp xúc công tắc phụ trợ trong mạch cuộn mở mở, ngừng kích hoạt cuộn mở. Thường có hai cuộn mở hoạt động từ nguồn điện độc lập. Việc hoạt động của chỉ một cuộn mở đã đủ để mở cầu chì. Việc cung cấp hai cuộn giúp giảm thiểu rủi ro không mở, tăng cường độ tin cậy của quá trình ngắt mạch.

• Công tắc Phụ trợ Vị trí: Được điều khiển bởi hoạt động của cầu chì, các tiếp xúc này phục vụ nhiều mục đích. Chúng ngắt dòng điện của cuộn đóng và cuộn mở để ngừng kích hoạt chúng sau khi thao tác (đóng hoặc mở) hoàn tất. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để chỉ báo và giám sát vị trí của cầu chì. Chúng cũng đóng vai trò trong việc khóa điều khiển và bảo vệ tại cấp trạm hoặc khu vực, ngăn chặn các thao tác chuyển mạch không chính xác. Các công tắc này có thể được sử dụng trong bất kỳ chức năng nào mà vị trí của cầu chì là tham số quan trọng.

• Chức năng Ngăn Bơm: Tính năng ngăn bơm được thiết kế để ngăn chặn thao tác đóng lại khi lệnh đóng trước đó vẫn còn hoạt động trong khi cầu chì đã mở. Cơ chế này ngăn cầu chì đóng và mở liên tục, điều này có thể gây hư hỏng và nguy hiểm về an toàn. Thường thì lệnh đóng kích hoạt rơle ngăn bơm thông qua tiếp xúc công tắc phụ trợ (tiếp xúc Thường Mở (NO)). Một tiếp xúc của rơle ngăn bơm ngắt mạch đến cuộn đóng, trong khi tiếp xúc thứ hai giữ hoặc "kết nối" rơle ngăn bơm cho đến khi lệnh đóng được loại bỏ khỏi mạch.

• Tiếp xúc Giới hạn Năng lượng: Các tiếp xúc giới hạn năng lượng được đặt để kích hoạt khi năng lượng lưu trữ trong cơ chế bị cạn kiệt, do hoạt động hoặc tổn thất. Thường thì chúng kích hoạt động cơ để bắt đầu, nhằm khôi phục năng lượng của cơ chế về mức hoạt động bình thường, chẳng hạn như nén lại lò xo hoặc bổ sung áp lực thủy lực/khí nén. Đối với cơ chế lò xo, việc nạp lại năng lượng thường xảy ra sau mỗi thao tác đóng, trong khi các loại cơ chế khác có thể thực hiện vài thao tác trước khi cần nạp lại năng lượng. Hệ thống khí nén và thủy lực có công tắc giám sát áp lực và kích hoạt máy nén khi áp lực giảm xuống dưới mức giới hạn. Một khi mức năng lượng được khôi phục, công tắc mở, dừng động cơ. Động cơ thường được trang bị bảo vệ chống quá tải nhiệt và rơle giới hạn thời gian, dừng động cơ (hoặc bơm do động cơ điều khiển hoặc máy nén) trong trường hợp hỏng hóc. Các công tắc hoặc tiếp xúc giám sát năng lượng lưu trữ thực hiện các chức năng sau:

• Khóa Đóng: Chúng khóa thao tác đóng nếu cầu chì không có đủ năng lượng để đóng và mở lại an toàn.

• Khóa Mở: Chúng khóa thao tác mở nếu cầu chì không có đủ năng lượng để mở an toàn. Điều này đặc biệt liên quan đến các cầu chì thủy lực hoặc khí nén, mặc dù nó có thể không áp dụng theo cùng cách đối với các cầu chì hoạt động bằng lò xo, nơi một thao tác đóng thành công sẽ sạc lò xo mở.

• Điều khiển Nạp: Chúng điều khiển (bắt đầu và dừng) mạch nạp của thiết bị lưu trữ năng lượng (ví dụ: lò xo).

• Công tắc Địa phương/Xa: Đây là công tắc chọn cho phép người vận hành vô hiệu hóa điều khiển từ xa và chỉ vận hành cầu chì địa phương. Nó đóng vai trò là tính năng an toàn để ngăn chặn điều khiển từ xa của cầu chì trong quá trình bảo trì, đảm bảo an toàn cho nhân viên bảo trì.

• Thiết bị Ngắt/Khối Phân đoạn: Các thiết bị này được sử dụng để cắt nguồn điện cho hệ thống điều khiển trong quá trình bảo trì hoặc khi có lỗi trong mạch điều khiển. Việc ngắt thường được thực hiện thông qua công tắc dao hoặc cầu chì/khung có thể tháo rời, cung cấp xác nhận trực quan rằng mạch điều khiển đã mở. Chúng cũng có thể được khóa ở vị trí mở để ngăn chặn việc nối lại không được phép. Trong trường hợp cần bảo vệ ngắn mạch, có thể sử dụng Mini Circuit Breakers (MCB) thay vì cầu chì đơn giản.

• Điều khiển và Chỉ báo Địa phương: Chức năng này cung cấp chỉ báo về vị trí của cầu chì và trạng thái của cơ sở điều khiển địa phương/xa. Các chỉ báo này chủ yếu dùng cho mục đích bảo trì hoặc hoạt động khẩn cấp, tuỳ thuộc vào quy định an toàn địa phương, cho phép nhân viên nhanh chóng đánh giá tình trạng của cầu chì.

• Mạch Không Đồng Pha/Mạch Không Đồng Ý: Đối với các cầu chì hoạt động độc lập từng pha (IPO), nơi mỗi pha có cơ chế hoạt động riêng, có thể một pha của cầu chì ở vị trí khác (mở hoặc đóng) so với các pha khác. Tình huống này, được gọi là không đồng pha hoặc không đồng ý, có thể dẫn đến dòng điện sơ cấp không đối xứng. Khi xảy ra không đồng pha, các tiếp xúc công tắc phụ trợ trong mỗi pha được sử dụng để kích hoạt rơle có thời gian chậm. Nếu không đồng pha vẫn tồn tại sau thời gian chậm đã đặt (thường từ 1,5 đến 5 giây, tùy thuộc vào điều kiện lưới cụ thể và thời gian cho phép hoạt động không đối xứng của mạch sơ cấp, nên dài hơn thời gian tự đóng một pha và ngắn hơn thời gian bảo vệ chuỗi pha âm của nguồn phát), sẽ cố gắng ngắt tất cả các pha của cầu chì. Nếu không đồng pha do lỗi không đóng một pha, thao tác ngắt có khả năng thành công. Tuy nhiên, nếu không đồng pha ban đầu do lỗi không mở, pha hỏng có thể không phản ứng với các lệnh mở tiếp theo, và việc mở các cầu chì khác có thể cần thiết.

• Sưởi ấm: Máy sưởi thường được lắp đặt trong mỗi cơ chế hoạt động và vỏ điều khiển. Mục đích của chúng là giảm ngưng tụ, có thể gây ăn mòn và hỏng hóc thiết bị, do đó đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của các thành phần cầu chì.