הכל על הגנת שנאים ומעגלי הגנה על שנאים

רובוטריקים הם אחד המרכיבים הקריטיים והיקרים ביותר בכל מערכת הפצה. זהו מכשיר סטטי סגור בדרך כלל ספוג בשמן, ומכאן שתקלות המתרחשות בו מוגבלות. אך ההשפעה של תקלה נדירה עלולה להיות מסוכנת מאוד עבור השנאי, וזמן ההובלה הארוך לתיקון והחלפת שנאים מחמיר את המצב. מכאן שההגנה על שנאי כוח הופכת להיות קריטית מאוד.

תקלות המתרחשות על שנאי מחולקות בעיקר לשני סוגים, כלומר, תקלות חיצוניות ותקלות פנימיות, כדי למנוע כל סכנה לשנאי, תקלה חיצונית מתוקנת על ידי מערכת ממסר מורכבת בזמן הקצר ביותר האפשרי. התקלות הפנימיות מבוססות בעיקר על חיישנים ומערכות מדידה. נדבר על תהליכים אלה בהמשך המאמר. לפני שנגיע לשם, חשוב להבין שישנם סוגים רבים של שנאים ובמאמר זה נדון בעיקר בנושא שנאי כוח המשמש במערכות הפצה. אתה יכול גם ללמוד על העבודה של שנאי כוח כדי להבין את היסודות של זה.

מאפייני הגנה בסיסיים כמו הגנת יתר על המידה והגנה מבוססת טמפרטורה יכולים לזהות מצבים המובילים בסופו של דבר למצב כשל, אך הגנה מלאה על שנאים הניתנים על ידי ממסרים ושנאים הנוכחיים מתאימים לשנאים ביישומים קריטיים.

אז במאמר זה נדבר על העקרונות הנפוצים ביותר המשמשים להגנה על שנאים מפני תקלות קטסטרופליות.

הגנה על שנאים לסוגים שונים של רובוטריקים

מערכת ההגנה המשמשת לשנאי כוח תלויה בקטגוריות השנאי. טבלה למטה מראה כי,

קטגוריה	דירוג שנאי - KVA
שלב 1	שלב 3
אני	5 - 500	15 - 500
II	501 - 1667	501 - 5000
III	1668 - 10,000	5001 - 30,000
IV	> 10,000	> 30,000

• רובוטריקים בטווח של 500 KVA נופלים תחת (קטגוריה I ו- II), ולכן אלה מוגנים באמצעות נתיכים, אך כדי להגן על שנאים עד 1000 קילו וולט (שנאי הפצה עבור 11kV ו- 33kV) משתמשים בדרך כלל במפסקי מתח בינוני.
• עבור שנאים 10 MVA ומעלה, אשר נופל תחת (קטגוריה III ו- IV), היה צורך להשתמש בממסרים דיפרנציאליים כדי להגן עליהם.

בנוסף, ממסרים מכאניים כגון ממסרים בוכהולץ, וכן ממסר לחץ פתאומי מוחלים נרחב להגנת שנאי. בנוסף לממסרים אלה, הגנה מפני עומס יתר תרמית מיושמת לעיתים קרובות כדי להאריך את חיי השנאי ולא לגילוי תקלות.

סוגים נפוצים של הגנת שנאים

1. הגנה מפני התחממות יתר
2. הגנה מפני זרם יתר
3. הגנה דיפרנציאלית על השנאי
4. הגנה מפני תקלה בכדור הארץ (מוגבלת)
5. ממסר בוכולץ (גילוי גז)
6. הגנה מפני שטף יתר

הגנת התחממות יתר ברובוטריקים

רובוטריקים מתחממים יתר על המידה בגלל עומסי יתר ותנאי הקצר. העומס המותר ומשך הזמן המקביל תלויים בסוג השנאי ובמעמד הבידוד המשמש לשנאי.

ניתן לשמור על עומסים גבוהים יותר לפרק זמן קצר מאוד אם מדובר לאורך זמן רב, זה עלול לפגוע בבידוד עקב עליית טמפרטורה מעל לטמפרטורה מקסימלית המשוערת. הטמפרטורה בשנאי מקורר השמן נחשבת למקסימאלית כאשר 95 * C שלו, שמעבר לו תוחלת החיים של השנאי יורדת ויש לו השפעות מזיקות בבידוד החוט. לכן הגנה מפני התחממות יתר הופכת להיות חיונית.

לשנאים גדולים יש התקני זיהוי טמפרטורה של שמן או מתפתל, המודדים שמן או טמפרטורת סלילה, בדרך כלל ישנן שתי דרכי מדידה, אחת מכונה מדידת נקודה חמה והשנייה מכונה מדידת שמן עליון, התמונה למטה מציגה אופייני מדחום עם תיבת בקרת טמפרטורה מבית ריינהאוזן המשמש למדידת הטמפרטורה של שנאי מבודד נוזלי.

בתיבה יש מד חיוג המציין את הטמפרטורה של השנאי (שהיא המחט השחורה) והמחט האדומה מציינת את נקודת האזעקה. אם המחט השחורה עולה על המחט האדומה, המכשיר יפעיל אזעקה.

אם נביט מטה, נוכל לראות ארבעה חצים שדרכם נוכל להגדיר את המכשיר כך שהוא ישמש כאזעקה או נסיעה, או באמצעותם ניתן להפעיל או לעצור משאבות או מאווררי קירור.

כפי שניתן לראות בתמונה, המדחום מותקן בחלקו העליון של מיכל השנאי מעל הליבה והמתפתל, כך נעשה מכיוון שהטמפרטורה הגבוהה ביותר תהיה במרכז המיכל בגלל הליבה והפיתולים.. טמפרטורה זו ידועה כטמפרטורת השמן העליונה. טמפרטורה זו נותנת לנו הערכה של טמפרטורת הנקודה החמה של ליבת השנאי. כבלי סיבים אופטיים של ימינו משמשים בתוך המתח המתח הנמוך כדי למדוד במדויק את הטמפרטורה של השנאי. כך מיושמת הגנה מפני התחממות יתר.

הגנת זרם יתר בשנאי

מערכת ההגנה מפני זרם יתר היא אחת ממערכות ההגנה המפותחות המוקדמות ביותר שם, מערכת הזרם המדורגת פותחה כדי להגן מפני תנאי זרם יתר. מפיצי חשמל משתמשים בשיטה זו לאיתור תקלות בעזרת ממסרי IDMT. כלומר, הממסרים בעלי:

1. מאפיין הפוך, ו
2. זמן פעולה מינימלי.

היכולות של ממסר IDMT מוגבלות. יש להגדיר סוגים אלה של ממסרים 150% עד 200% מהזרם המדורג המקסימלי, אחרת הממסרים יפעלו בתנאי עומס יתר בחירום. לכן, ממסרים אלה מספקים הגנה מינורית לתקלות בתוך מיכל השנאי.

הגנה דיפרנציאלית על השנאי

הגנת הדיפרנציאל הנוכחי מוטה באחוזים משמשת להגנה על שנאי חשמל והיא אחת מתוכניות ההגנה על השנאים הנפוצות ביותר המספקות את ההגנה הכוללת הטובה ביותר. סוגים אלה של הגנה משמשים לשנאים בעלי דירוג העולה על 2 MVA.

השנאי מחובר לכוכב בצד אחד ודלתא מחוברת בצד השני. ה- CT בצד הכוכב מחובר לדלתא ואלה בצד המחובר לדלתא מחוברים בכוכב. הנייטרלי של שני השנאים מקורקע.

לשנאי שני סלילים, האחד הוא סליל ההפעלה והשני הוא סליל המעצורים. כפי שהשם מרמז, סליל הרסן משמש לייצור כוח הבליעה, וסליל ההפעלה משמש לייצור הכוח ההפעלה. סליל הריסון מחובר עם סלילה משנית של השנאים הנוכחיים, וסליל ההפעלה מחובר בין הנקודה המשווה פוטנציאלית של ה- CT.

הגנה על דיפרנציאל שנאי עובד:

בדרך כלל, סליל ההפעלה אינו נושא זרם מכיוון שהזרם מותאם לשני צידי שנאי הכוח, כאשר מתרחשת תקלה פנימית בפיתולים, האיזון משתנה וסלילי ההפעלה של ממסר ההפרש מתחילים לייצר זרם דיפרנציאלי בין שני הצדדים של השנאי. לפיכך, הממסר מניע את המפסקים ומגן על השנאי הראשי.

הגנה מפני תקלה בכדור הארץ

זרם תקלה גבוה מאוד יכול לזרום כאשר מתרחשת תקלה בתותב השנאי. במקרה כזה, יש לנקות את התקלה בהקדם האפשרי. טווח ההגעה של מכשיר הגנה מסוים צריך להיות מוגבל רק לאזור השנאי, כלומר אם כל תקלה בקרקע מתרחשת במיקום אחר, הממסר שהוקצה לאזור זה אמור להיות מופעל, וממסרים אחרים צריכים להישאר זהים. אז, כי הסיבה ממסר נקרא מוגבלים האדמה ממסר הגנה אשמתו.

בתמונה לעיל, ציוד ההגנה נמצא בצד המוגן של השנאי. בואו נניח שזה הצד העיקרי, ונניח גם שיש תקלה בקרקע בצד המשני של השנאי. כעת, אם יש תקלה בצד הקרקע, בגלל תקלה בקרקע, רכיב אפס רצף יהיה שם, וזה יסתובב רק בצד המשני. וזה לא יבוא לידי ביטוי בצד הראשוני של השנאי.

לממסר זה שלושה שלבים, אם תתרחש תקלה, יהיו בהם שלושה מרכיבים, רכיבי הרצף החיובי, רכיבי הרצף השלילי ורכיבי הרצף האפסיים. מכיוון שרכיבי הפאייטים החיוביים נעקרים על ידי 120 *, כך שבכל רגע, סכום כל הזרמים יזרום דרך ממסר ההגנה. לכן, סכום הזרמים שלהם יהיה שווה לאפס, מכיוון שהם נעקרים על ידי 120 *. דומה במקרה של רכיבי הרצף השלילי.

עכשיו נניח שמתרחש מצב תקלה. תקלה זו תתגלה על ידי ה- CT מכיוון שיש בה רכיב ברצף אפס והזרם מתחיל לזרום דרך ממסר ההגנה, כאשר זה קורה, הממסר יטפל ויגן על השנאי.

ממסר בוכולץ (גילוי גז)

בתמונה לעיל נראה ממסר בוכולץ. ממסר בוכהולץ הוא שובץ בין יחידת השנאי הראשית טנק המשמר כאשר מתרחשת תקלה בתוך השנאי, הוא מזהה את הגז נפתר בעזרת מתג לצוף.

אם אתה מסתכל מקרוב, אתה יכול לראות חץ, הגז זורם החוצה מהמיכל הראשי למיכל השמרן, בדרך כלל לא צריך להיות שום גז בשנאי עצמו. רוב הגז מכונה גז מומס וניתן לייצר תשעה סוגים שונים של גזים בהתאם למצב התקלה. בחלק העליון של ממסר זה ישנם שני שסתומים, שסתומים אלה משמשים להפחתת הצטברות הגז, והוא משמש גם להוצאת דגימת גז.

כאשר מתרחש מצב תקלה, יש לנו ניצוצות בין הפיתולים, או בין הפיתולים לליבה. פריקות חשמליות קטנות אלה בפיתולים יחממו את שמן הבידוד, והשמן יתפרק, וכך הוא מייצר גזים, חומרת ההתמוטטות, מגלה אילו משקפיים נוצרים.

בהזרמת אנרגיה גדולה יהיה ייצור של אצטילן, וכפי שאתה אולי יודע, אצטילן לוקח הרבה אנרגיה כדי להפיק. ועליך תמיד לזכור כי כל סוג של תקלה ייצר גזים, על ידי ניתוח כמות הגז, אנו יכולים למצוא את חומרת התקלה.

כיצד פועל ממסר בוכולץ (גילוי גז)?

כפי שניתן לראות מהתמונה, יש לנו שני מצופים: מצוף עליון ומצוף תחתון, כמו כן יש לנו צלחת מבלבל שדוחפת את המצוף התחתון למטה.

כאשר מתרחשת תקלה חשמלית גדולה, היא מייצרת הרבה גז מאשר הגז שזורם דרך הצינור, שמזיז את לוחית המבלבל וזה מכריח את התחתון שצף למטה, עכשיו יש לנו שילוב, המצוף העליון למעלה והצף התחתון הוא למטה וצלחת המבלבל נטתה. שילוב זה מעיד כי אירעה תקלה מאסיבית. שמכבה את השנאי והוא גם יוצר אזעקה. התמונה למטה מראה בדיוק את זה,

אבל זה לא התרחיש היחיד שבו ממסר זה יכול להיות שימושי, דמיין מצב שבו בתוך השנאי יש קשת קלה המתרחשת, הקשתות האלה מייצרות כמות קטנה של גז, הגז הזה מייצר לחץ בתוך הממסר ואת המצוף העליון יורד ומזיז את השמן בתוכו, עכשיו הממסר יוצר אזעקה במצב זה, המצוף העליון למטה, המצוף התחתון לא משתנה ולוחית המבלבל לא משתנה אם תצורה זו מזוהה, אנו יכולים להיות בטוחים שיש לנו הצטברות איטית של גז. התמונה למטה מראה בדיוק את זה,

כעת אנו יודעים שיש לנו תקלה, ונשפוך חלק מהגז באמצעות השסתום מעל הממסר וננתח את הגז כדי לגלות את הסיבה המדויקת להצטברות הגז הזו.

ממסר זה יכול גם לזהות מצבים בהם מפלס השמן הבידוד יורד בגלל נזילות במארז השנאי, במצב זה, המצוף העליון צונח, המצוף התחתון צונח, וצלחת המבלבל נשארת באותו מיקום. במצב זה, אנו מקבלים אזעקה אחרת. התמונה למטה מציגה את העבודה.

בשלוש השיטות הללו, ממסר בוכולץ מגלה תקלות.

הגנה מפני שטף יתר

שנאי מתוכנן לפעול ברמת שטף קבועה עולה על רמת השטף והליבה נהיית רוויה, הרוויה של הליבה גורמת לחימום בליבה שעוקב במהירות אחר החלקים האחרים של השנאי שמוביל להתחממות יתר של הרכיבים, ובכך הגנת השטף הופכת להיות הכרחית מכיוון שהיא מגנה על ליבת השנאי. מצבי שטף יתר יכולים להתרחש בגלל מתח יתר או ירידה בתדירות המערכת.

כדי להגן על השנאי מפני שטף יתר, נעשה שימוש בממסר שטף יתר. ממסר שטף היתר מודד את היחס בין מתח / תדר לחישוב צפיפות השטף בליבה. עלייה מהירה במתח עקב ארעיות במערכת החשמל עלולה לגרום לשטף יתר, אך ארעיים מתים במהירות, ולכן מעידה מיידית של השנאי אינה רצויה.

צפיפות השטף פרופורציונלית ישירות ליחס בין מתח לתדר (V / f) והמכשיר צריך לזהות את המנה אם ערך היחס הזה הופך גדול מאחדות, זה נעשה על ידי ממסר מבוסס מיקרו-בקר אשר מודד את המתח ואת את התדר בזמן אמת ואז הוא מחשב את הקצב ומשווה אותו לערכים המחושבים מראש. הממסר מתוכנת לזמן מינימלי מוגדר הפוך (מאפייני IDMT). אך ניתן לבצע את ההגדרה באופן ידני אם זו דרישה. באופן זה המטרה תוגש בלי לפגוע בהגנות מפני שטף יתר. כעת אנו רואים עד כמה חשוב למנוע את השטף יתר של השנאי.

מקווה שנהנית מהמאמר ולמדת משהו שימושי. אם יש לך שאלות, השאיר אותן בסעיף ההערות או השתמש בפורומים שלנו לשאילתות טכניות אחרות.