فیوزهای الکتریکی (بخش سوم) حفاظت از ترانسفورماتور


حفاظت از ترانسفورماتورهای الکتریکی توسط فیوز :

فيوزهاي ولتاژ بالا بطور گسترده در مدار اوليه ترانسفور ماتورهاي توزيعي كه داراي قدرت نامي حدود 1MVAهستند، مورد استفاده قرار مي گيرند. همانند حفاظت موتور در اينجا نيز فيوزها براي حفاظت در برابر جريان زياد استفاده نمي شوند، بنابراين مقادير نامي فيوز مي تواند از مقادير نامي ترانسفورماتور بسيار بزرگ تر باشد. فيوزها بايد بر پايه ملاحظات زير انتخاب گردند.

الف- توانائي تحمل جريان هجومي ترانفسورماتور:

 وقتي ترانسفور ماتورها به برق وصل مي شوند، جريان هجومي گذرايي در آنها ايجاد مي شود، دامنه و مدت زمان حضور اين جريان بستگي به چگالي شار مغناطيسي پس ماند هسته و شكل مومج ولتاژ در محفظه وصل كليد و امپدانس منبع دارد. فيوز نبايد تحت شرايط جريان هجومي عمل كند. يك قانون سرانگشتي كه در اروپا استفاده مي شود اين است كه اثر كلي جريان هجومي را معادل 10 برابر جريان نامي در مدت 0.1 ثانيه در نظر مي گيرند. در آمريكاي شمالي روش پيشنهادي اين است كه اثر جريان هجومي معادل 25 برابر جريان نامي براي مدت نصف پريود در نظر گرفته شود. بهر حال شبيه سازي مسئله در اينجا توصيه مي گردد.

ب- توانائي تحمل اضافه بار:

ترانسفورماتورها اغلب براي چند ساعت در روز، در نقاطي فراتر از مقادير نامي خود كار مي كنند. اين موضوع به دليل ثابت زماني طولاني حرارتي زيادي كه ترانسفورماتورها دارند ميسر مي باشد. از آنجا كه ثابت زماني حرارتي فيوز كمتر كاز ثابت زماني ترانسفورماتور مي باشد. مقدار مجاز اضافه بار نامي ترانسفورماتور بايد براي فيوز به عنوان شرايط ماندگار ( يعني به عنوان جريان نامي) در نظر گرفته شود. امكان وجود اضافه بارهاي بيشتر با مدت كمتر هم بايد به دقت در نظر گرفته شوند.

ج- توانايي تحمل برخورد صاعقه:

امواج سيار جريان كه در اثر برخورد صاعقه ايجاد مي شوند گرچه با هماهنگي سطح عايقي سيستم دفع مي شوند، ولي ممكن است باعث ذوب شدن ناخواسته المنت فيوز گردد. براي درصد كمي از موارد انرژي برخورد بسيار زياد مي باشد، جلوگيري از ذوب شدن المنت بسيار مشكل است و در عمل بايد احتمال وجود خطر را پذيرفت.

د- قطع سريع جريان خطا:

فيوز بايد توانائي قطع سريع جريانهاي شديد حاصل از خطاهايي را كه ممكن است در داخل ترانسفورماتور يا در ثانيه ترانسفورماتور و قبل از حفاظت ثانويه ( خطاي “ناحيه ترمينال ثانيه”)رخ دهد، دارا باشد. گرچه در  نظر گيري اين موضوع مشكل نيست، ولي اگر خطا داراي دامنه محدود باشد.و ( مثل خطاي دو حلقه مجاور سيم پيچي يا خطاي فاز به زمين در ناحيه ترمينال ثانويه با مقاومت خطاي قابل ملاحظه) قطع سريع جريان بدليل طبيعت ضد جريان هجومي بودن مشخصه جريان- زمان فيوز، مشكل است. يك قانون سرانگشتي كه در انگلستان رايج است چنين بيان مي دارد كه جريان خطاي  فاز به زمين در ترمينال ثانويه ( پس از كاهش تحت ضريبي معادل 0.6 براي در نظر گرفتن اثر مقاومت خطا) بايد در مدت زمان كمتر از100 ثانيه توسط فيوز ولتاژ بالا (HV) قطع گردد.

هـ – هماهنگي مابين حفاظت اوليه و ثانويه:

اگر مدار ثانويه توسط يك رله جريان زياد با منحني مشخصه معكوس يا يك فيوز اصلي حفاظت شده باشد، هماهنگي مابين اوليه و ثانويه بسيار مشكل مي باشد. با اين وجود، حالت بسيار رايج اين مطلب ، كه در آن براي هر يك از كابلهاي توزيعي كه از ترانسفورماتور تغذيه مي شوند فيوزهاي مجزايي در نظر گرفته شد است. با داشتن اطمينان از اينكه كل زمان عملكرد فيوز توزيع، كمتر از زمان قبل از قوس  (prearcing  Time) فيوز ولتاژ بالا مي باشد مي توان به هماهنگي مذكور دست يافت.

به هنگام استفاده از مشخصه جريان- زمان براي انتقال كليه جريانها به يك سمت ترانسفورماتور نسبت تبديل ترانسفورماتور مورد توجه قرار مي گيرد. براي ترانسفورماتوري كه سيم پيچي آن بصورت ستاره- مثلث  مي باشد، مطلب ديگري نيز مي بايد بدترين شرايط براي ايجاد هماهنگي خطاي فاز به فاز در طرف ثانويه است كه توزيع جرياني بصورت 1 : 1: 2 در طرف اوليه ايجاد مي كند. نكته ديگري كه بايد در نظر گرفته شود اين است كه اگر ترانسفورماتور مجهز به تغيير دهنده تپ (Tap  Chnger)  باشد، نسبت تبديل آن مي تواند دستخوش تغييرات گردد و در نتيجه در هماهنگي بايد در نظر گرفته شود.

ترانس ولتاژ

فیوزهای حفاظتی ترانسهای ولتاژ PT :

جريان بار نامي ترانسهاي ولتاژ معمولاً مقدار كمي mA مي باشد. بنابراين اندازه فيوزي كه براي حفاظت اين نوع ترانسها مورد استفاده قرار مي گيرد از روي قابليت تحمل  جريان هجومي ترانس مشخص مي شود. مقدار جريان هجومي با افزايش استفاده از فولادهاي با هدايت مغناطيسي بالا براي ترانسهاي ولتاژ بطور روز افزوني افزايش يافته است. با توجه به اين موضوع امروزه، استفاده از فيوزهاي 3 آمپري براي حفاظت ترانسهاي ولتاژ تقريباً استاندارد شده است. بهر حال، در صورت استفاده از اين نوع فيوزها، هدف ايجاد حفاظت در مقابل جريان اتصالي كوچك، همانند آنچه در صورت اتصالي مابين حلقه هاي سيم پيچي ترانس از مدار مي گذرد، نمي باشد. چرا كه اگر بخواهيم فيوزي انتخاب كنيم كه بتواند جريانهاي اتصالي به اين كوچكي را نيز مشخص دهد در آنصورت فيوز مذكور نمي تواند جريانهاي هجومي ترانس را تحمل نمايد در هر حال ترانسهاي ولتاژي كه جديداً ساخته مي شوند داراي آنچنان قابليت اطمينان بالائي هستند كه ايجاد چنين اتصالي هائي در آنها غير متحمل مي باشد و بنابراين حفاظتي براي اين نوع اتصالي در نظر گرفته نمي شود. با اينحال در جاهائيكه قابليت اطمينان بالاتري لازم است، مانند ترانسهاي ولتاژ مربوط به ژنراتورهاي خيلي بزرگ، استفاده از فيوزهاي مخصوص معمومل مي باشد. اين فيوزها قابليت قطع جريان از حداقل جريان فيوزينگ تا حدود  200KA را دارا مي باشند.

ارسال نظر برای این مطلب

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.