وظیفه بریکر در حفاظت ترانسفورماتور سه فاز چیست؟

این یکی از آن سوالاتی است که تا زمانی که در یک ایستگاه فرعی ایستاده اید و سعی می کنید بفهمید چرا ترانسفورماتور از کار افتاده است، اساسی به نظر می رسد. من ترانسفورماتورهای سه فاز را برای همه چیز از کارخانه های صنعتی گرفته تا تاسیسات انرژی های تجدیدپذیر عرضه کرده ام، و یک موضوع مشترک در همه آنها این است: قطع کننده مدار اختیاری نیست. این تفاوت بین یک خاموشی کنترل شده و یک رویداد فاجعه بار است.

بیایید در مورد اینکه این دستگاه ها واقعاً چه کار می کنند و چرا درست کردن آن مهم است صحبت کنیم.

آنچه که یک مدارشکن در واقع انجام می دهد

اول، بیایید روشن کنیم که یک قطع کننده مدار چیست و چیست. قطع کننده مدار یک دستگاه کلیدزنی است که هم برای انتقال جریان در شرایط عادی و هم قطع آن در شرایط غیرعادی طراحی شده است. برخلاف فیوز که یک بار کار خود را انجام می دهد و سپس نیاز به تعویض دارد، می توان مدار شکن را ریست کرد و دوباره استفاده کرد.

در حفاظت ترانسفورماتور، قطع کننده مدار عنصر کنترلی نهایی است. این وسیله ای است که در صورت بروز مشکل مدار را به صورت فیزیکی باز می کند. اما تمایز مهم اینجاست: خود بریکر معمولاً تصمیم نمی‌گیرد که چه زمانی را ترک کند. این تصمیم از رله‌های حفاظتی گرفته می‌شود که سیستم را نظارت می‌کنند و هنگام تشخیص خطا، سیگنال سفر ارسال می‌کنند. وظیفه شکن این است که آن فرمان را سریع و قابل اعتماد اجرا کند.

توابع اولیه در حفاظت ترانسفورماتور

حفاظت در برابر جریان بیش از حد

این ابتدایی ترین و آشناترین عملکرد است. هنگامی که جریان از ظرفیت نامی ترانسفورماتور بیشتر شود - چه به دلیل اضافه بار یا یک خطا - مدار شکن برای جلوگیری از آسیب باز می شود.

برای بارهای اضافه، جریان ممکن است نسبتاً بالاتر از حد مجاز باشد اما پایدار باشد. به خط تولیدی فکر کنید که بار بیشتری نسبت به اندازه ترانسفورماتور اضافه می کند. سیستم عایق فقط می تواند گرمای زیادی را قبل از شروع به تخریب بگیرد. قطع کننده مدار، هماهنگ با رله های اضافه بار، قبل از این اتفاق می افتد.

برای اتصال کوتاه، ما در مورد سطوح جریان صحبت می کنیم که می تواند به ده ها هزار آمپر برسد. یک خطای فاز به فاز یا فاز به زمین انرژی بسیار زیادی را به سیم پیچ های ترانسفورماتور می ریزد. نیروهای مغناطیسی به تنهایی می توانند ترانسفورماتور را به طور فیزیکی تخریب کنند اگر عیب در چرخه برطرف نشود. قطع کننده مدار باید قبل از جدا شدن ترانسفورماتور جریان را قطع کند.

جداسازی خطا - حاوی آسیب

هنگامی که یک خطا در یک ترانسفورماتور رخ می دهد، فقط آن واحد را تحت تاثیر قرار نمی دهد. جریان خطا از منبع، از طریق ترانسفورماتور تا نقطه خرابی جریان می یابد. اگر این مسیر قطع نشود، تجهیزات بالادستی - کابل ها، تابلو برق، حتی منبع تغذیه برق - به خطا متصل می مانند.

قطع کننده مدار با باز کردن هر سه فاز به طور همزمان، ترانسفورماتور را ایزوله می کند. این دو کار انجام می دهد: جریان خطا را متوقف می کند و ترانسفورماتور خراب را از بقیه سیستم جدا می کند. بقیه نیروگاه یا شبکه توزیع می توانند در حین تعمیر یا تعویض ترانسفورماتور معیوب به کار خود ادامه دهند.

این تابع جداسازی به همین دلیل است که بریکرهای سه فاز به صورت مکانیکی به هم متصل می شوند تا همه قطب ها را با هم باز کنند. اگر فقط یک فاز باز شود، ترانسفورماتور همچنان می تواند از دو فاز دیگر انرژی گرفته و به طور بالقوه خطا را از طریق سیم پیچ ها تغذیه کند. روز بدی است.

فراتر از اصول - چه چیز دیگری را بریکر فعال می کند

هماهنگی سیستم

یک طرح حفاظتی خوب طراحی شده دارای گزینش پذیری است. هنگامی که یک خطا رخ می دهد، تنها شکن نزدیک به عیب باید باز شود. همه چیز در بالادست بسته می ماند و برق برای بقیه سیستم روشن می ماند.

ویژگی های قطع کننده مدار - سرعت عملکرد آن در سطوح مختلف جریان - بخشی از این هماهنگی است. با انتخاب قطع کننده‌ها با منحنی‌های زمان-جریان مناسب، مهندسان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که یک خطای ترانسفورماتور، قطع کننده اولیه ترانسفورماتور را قطع می‌کند، اما نه قطع کننده برق بالادست. این باعث می شود که قطعی به صورت موضعی باشد.

قابلیت سوئیچینگ

کلیدهای مدار نیز به عنوان وسیله معمولی برای اتصال و قطع ترانسفورماتور عمل می کنند. هنگامی که برای تعمیر و نگهداری نیاز دارید ترانسفورماتور را از سرویس خارج کنید، بریکر را باز می کنید. وقتی نوبت به انرژی گیری مجدد می رسد، آن را می بندید. این عملکرد سوئیچینگ پیش پا افتاده به نظر می رسد، اما نیاز دارد که بریکر جریان هجومی مغناطیسی را کنترل کند - که می تواند چندین برابر جریان بار کامل برای چند سیکل باشد - بدون قطع شدن.

انواع کلیدهای مدار مورد استفاده با ترانسفورماتورهای سه فاز

بریکر مناسب به سطح ولتاژ و کاربرد بستگی دارد.

برای ولتاژ پایین (تا 1 کیلو ولت):مدار شکن های کیس قالبی (MCCB) و مدار شکن های کیس عایق بندی شده رایج هستند. آنها جمع و جور، مقرون به صرفه هستند و با واحدهای سفر الکترونیکی در دسترس هستند که منحنی های حفاظتی قابل تنظیمی را ارائه می دهند. اینها را در ساختمان های تجاری و سایت های صنعتی کوچک خواهید یافت.

برای ولتاژ متوسط ​​(1 کیلو ولت تا 38 کیلو ولت):اینجاست که تکنولوژی خلاء غالب است. کلیدهای مدار خلاء (VCB) استاندارد حفاظت ترانسفورماتور در این ولتاژها هستند. آنها جمع و جور هستند، عمر الکتریکی طولانی دارند و به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند. قطع کننده خلاء قوس را به سرعت و تمیز خاموش می کند و آن را برای عملیات های مکرر که در کاربردهای کاربردی و صنعتی مشاهده می شود ایده آل می کند.

برای برخی از کاربردهای ولتاژ متوسط،به خصوص در جاهایی که جریان های خطا شدید هستند یا وظایف کلیدزنی خاصی وجود دارد، هنوز از شکن های SF6 استفاده می شود. آنها ظرفیت وقفه بالایی را ارائه می دهند و برای نصب در فضای باز مناسب هستند.

برای ولتاژ بالا (بالای 38 کیلو ولت):از نظر تاریخی، این منطقه SF6 یا قلمرو نفتی بود. روش مدرن به طور فزاینده ای از قطع کننده های خلاء در 72.5 کیلوولت و حتی بالاتر استفاده می کند، اما SF6 برای کاربردهای سطح انتقال رایج است.

آنچه در هنگام انتخاب یک بریکر برای حفاظت ترانسفورماتور اهمیت دارد

رتبه بندی جریان پیوستهبریکر باید جریان تمام بار ترانسفورماتور را بدون گرم شدن بیش از حد به طور مداوم حمل کند. این معمولاً مستقیماً مطابقت قطع کننده با پلاک نام ترانسفورماتور است، با مقداری حاشیه.

قطع رتبهاین حداکثر جریان خطای است که بریکر می تواند با خیال راحت قطع کند. باید از جریان خطای موجود در ترمینال های اولیه ترانسفورماتور تجاوز کند. اگر امتیاز قطع کننده قطع کننده خیلی کم باشد، ممکن است در تلاش برای رفع یک عیب به طرز فاجعه باری شکست بخورد.

مقاومت کوتاه مدتبرای طرح‌های انتخابی اولیه که در آن بریکر باید از میان گسل‌های پایین‌دست عبور کند، بریکر به یک درجه مقاومت کوتاه مدت نیاز دارد - توانایی حمل جریان خطا برای یک دوره معین (اغلب 0.5 تا 3 ثانیه) بدون آسیب.

ویژگی های واحد سفر.بریکرهای مدرن از واحدهای سفر مبتنی بر ریزپردازنده استفاده می کنند که امکان هماهنگی دقیق را فراهم می کند. برای محافظت از ترانسفورماتور، این به معنای منحنی هایی است که هجوم را بدون خاموش شدن مزاحم کنترل می کنند، اما برای خطاهای داخلی سریع عمل می کنند.

اتصال رله

من قبلاً به این موضوع اشاره کردم، اما قابل تاکید است: در اکثر تاسیسات ولتاژ متوسط ​​و فشار قوی، قطع کننده مدار خود به خود قطع نمی شود. این یک سیگنال سفر را از رله های محافظ دریافت می کند - دستگاه های جداگانه ای که جریان، ولتاژ و گاهی اوقات پارامترهای دیگر را نظارت می کنند.

رله های دیفرانسیل جریان را به ترانسفورماتور در برابر جریان خروجی مقایسه می کنند. اگر مطابقت نداشته باشند، یک نقص داخلی وجود دارد. رله های اضافه جریان جریان بیش از حد را کنترل می کنند. رله های فشار ناگهانی قوس داخلی را تشخیص می دهند. همه اینها سیگنالی را به سیم پیچ قطع کننده می فرستند.

وظیفه شکن این است که به آن سیگنال در میلی ثانیه پاسخ دهد. برای قطع کننده های خلاء مدرن، کل زمان پاکسازی از پیکاپ رله تا خاموش شدن قوس معمولاً 3 تا 5 سیکل است. این سرعت آسیب را محدود می کند و ثبات سیستم را حفظ می کند.

آنچه به مشتریان می گویم

وقتی کسی از من در مورد محافظت از ترانسفورماتور سه فاز می پرسد، این را به آنها می گویم: قطع کننده مدار آخرین خط دفاعی شماست. این دستگاهی است که باید زمانی کار کند که همه چیز قبلاً از کار افتاده باشد - زمانی که عایق خراب شده است، زمانی که بار اضافی ادامه دارد، زمانی که عیب اتفاق افتاده است.

روی بریکر صرفه جویی کنید، و در حال قمار کردن ترانسفورماتور هستید. درستش کنید و بهتر بخوابید.

اگر اندازه یک بریکر را برای یک برنامه ترانسفورماتور تنظیم می کنید و می خواهید از طریق اعداد-جریان خطا، هماهنگی، الزامات رله عبور کنید- خوشحال می شوم کمک کنم. ما این کار را هر روز انجام می دهیم و جزئیات بیشتر از نشان دادن کاتالوگ ها اهمیت دارند. ما یک تامین کننده پیشرو در کیفیت بالا هستیمترانسفورماتور باد،ترانسفورماتور سه فاز نصب شده، وترانسفورماتور آلیاژی آمورف. تیم کارشناسان ما اینجا هستند تا به شما در یافتن راه حل مناسب برای نیازهای خود کمک کنند. برای شروع گفتگو همین امروز با ما تماس بگیرید!

مراجع

• IEEE Std C37.010، راهنمای کاربردی برای قطع کننده های مدار ولتاژ بالا AC.
• IEEE Std C57.109، IEEE Guide for Transformer Through-Fault-Current Duration.
• IEC 60076-5، ترانسفورماتورهای قدرت – قسمت 5: توانایی مقاومت در برابر اتصال کوتاه.