Bu, bir trafo merkezinde durup bir transformatörün neden arızalandığını anlamaya çalışana kadar basit görünen sorulardan biridir. Endüstriyel tesislerden yenilenebilir enerji tesislerine kadar her şey için üç fazlı transformatörler sağladım ve hepsinde ortak nokta şu: devre kesici opsiyonel değil. Kontrollü bir kesinti ile yıkıcı bir olay arasındaki fark budur.
Bu cihazların gerçekte ne yaptığından ve bunu doğru yapmanın neden önemli olduğundan bahsedelim.
Bir Devre Kesici Aslında Ne Yapar?
Öncelikle devre kesicinin ne olduğunu ve ne olmadığını açıklayalım. Devre kesici, hem normal koşullar altında akımı taşımak hem de anormal koşullar altında akımı kesmek üzere tasarlanmış bir anahtarlama cihazıdır. İşini bir kez yapıp daha sonra değiştirilmesi gereken sigortanın aksine, devre kesici sıfırlanıp tekrar kullanılabilir.
Transformatör korumasında devre kesici son kontrol elemanıdır. Bir şeyler ters gittiğinde devreyi fiziksel olarak açan cihazdır. Ancak önemli ayrım şu: kesicinin kendisi genellikle ne zaman tetikleneceğine karar vermez. Bu karar, sistemi izleyen ve bir arıza tespit ettiğinde bir açma sinyali gönderen koruyucu rölelerden gelir. Kesicinin görevi bu komutu hızlı ve güvenilir bir şekilde yürütmektir.
Trafo Korumasında Temel Fonksiyonlar
Aşırı Akım Koruması
Bu en temel ve tanıdık fonksiyondur. Akım, aşırı yükten veya arızadan dolayı transformatörün nominal kapasitesini aştığında, devre kesici hasarı önlemek için açılır.
Aşırı yüklemeler için akım, derecenin orta derecede üzerinde ancak sürekli olabilir. Transformatörün boyutundan daha fazla yük ekleyen bir üretim hattını düşünün. Yalıtım sistemi bozulmaya başlamadan önce ancak belirli bir miktarda ısı alabilir. Aşırı yük röleleriyle koordine edilen devre kesici, bu olay gerçekleşmeden önce devreye girer.
Kısa devreler için onbinlerce ampere ulaşabilen akım seviyelerinden bahsediyoruz. Faz-faz veya faz-toprak arızası, transformatör sargılarına çok büyük enerji boşaltır. Arıza döngüler halinde giderilmezse manyetik kuvvetler tek başına transformatöre fiziksel olarak zarar verebilir. Devre kesici, transformatör parçalanmadan önce bu akımı kesmelidir.
Arıza İzolasyonu-Hasarın İçerilmesi
Bir transformatörde arıza meydana geldiğinde, bu sadece o üniteyi etkilemez. Arıza akımı kaynaktan transformatör üzerinden arıza noktasına kadar akar. Eğer bu yol kesintiye uğramazsa, yukarı akış ekipmanı (kablolar, anahtarlama donanımı, hatta şebeke beslemesi) arızaya bağlı kalır.
Devre kesici, üç fazın tamamını aynı anda açarak transformatörü izole eder. Bu iki şey yapar: Arıza akımının akışını durdurur ve arızalı transformatörü sistemin geri kalanından ayırır. Arızalı transformatör onarılırken veya değiştirilirken tesisin veya dağıtım ağının geri kalanı çalışmaya devam edebilir.
Bu izolasyon işlevi, üç fazlı kesicilerin tüm kutupları birlikte açacak şekilde mekanik olarak bağlanmasının nedenidir. Yalnızca bir faz açılırsa, transformatöre diğer ikisinden enerji verilmeye devam edilebilir ve potansiyel olarak arıza sargılar yoluyla geri beslenebilir. Bu kötü bir gün.
Temellerin Ötesinde - Kırıcı Başka Neleri Sağlar?
Sistem Koordinasyonu
İyi tasarlanmış bir koruma şeması seçiciliğe sahiptir. Bir arıza meydana geldiğinde sadece arızaya en yakın kesici açılmalıdır. Yukarı yöndeki her şey kapalı kalır ve sistemin geri kalanı için güç açık kalır.
Devre kesicinin açma özellikleri (farklı akım seviyelerinde ne kadar hızlı çalıştığı) bu koordinasyonun bir parçasıdır. Mühendisler, uygun zaman-akım eğrilerine sahip kesicileri seçerek, bir trafo arızasının trafo ana kesicisini tetiklemesini ancak şebeke tarafındaki kesiciyi açmamasını sağlayabilirler. Bu, kesintinin yerel olmasını sağlar.
Anahtarlama Yeteneği
Devre kesiciler ayrıca transformatörün bağlanması ve bağlantısını kesmenin normal yolu olarak da hizmet eder. Bir trafoyu bakım için servis dışı bırakmanız gerektiğinde kesiciyi açarsınız. Yeniden enerji kazanma zamanı geldiğinde onu kapatırsınız. Bu anahtarlama işlevi sıradan görünebilir, ancak kesicinin, açma olmadan, birkaç döngü için tam yük akımının birçok katı olabilen mıknatıslanma ani akımını idare etmesini gerektirir.
Üç Fazlı Transformatörlerde Kullanılan Devre Kesici Çeşitleri
Doğru kesici voltaj seviyesine ve uygulamaya bağlıdır.
Alçak Gerilim için (1 kV'a kadar):Kalıplanmış Kutulu Devre Kesiciler (MCCB'ler) ve Yalıtımlı Kutulu Devre Kesiciler yaygındır. Kompakttırlar, uygun maliyetlidirler ve ayarlanabilir koruma eğrileri sağlayan elektronik koruma üniteleriyle birlikte sunulurlar. Bunları ticari binalarda ve küçük sanayi sitelerinde bulacaksınız.
Orta Gerilim için (1 kV ila 38 kV):Vakum teknolojisinin hakim olduğu yer burasıdır. Vakumlu devre kesiciler (VCB'ler) bu voltajlarda trafo koruması için standarttır. Kompakttırlar, uzun elektrik ömrüne sahiptirler ve minimum düzeyde bakım gerektirirler. Vakum kesici arkı hızlı ve temiz bir şekilde söndürür, bu da onu kamu hizmetlerinde ve endüstriyel uygulamalarda tekrarlanan işlemler için ideal kılar.
Bazı orta gerilim uygulamaları için,özellikle arıza akımlarının aşırı olduğu veya özel anahtarlama görevlerinin mevcut olduğu durumlarda SF6 kesiciler hala kullanılmaktadır. Yüksek kesme kapasitesi sunarlar ve dış mekan kurulumları için çok uygundurlar.
Yüksek Gerilim için (38 kV üzeri):Tarihsel olarak burası SF6 veya petrol bölgesiydi. Modern uygulamalarda 72,5 kV ve hatta daha yüksek vakum kesiciler giderek daha fazla kullanılıyor, ancak SF6 iletim seviyesi uygulamalar için yaygın olmaya devam ediyor.
Trafo Koruması İçin Kesici Seçerken Önemli Olanlar
Sürekli Akım Değeri.Kesici, transformatörün tam yük akımını aşırı ısınmadan sürekli olarak taşımalıdır. Bu genellikle basittir; kesiciyi transformatör isim plakasıyla bir miktar marjla eşleştirin.
Derecelendirmeyi kesintiye uğratıyor.Bu, kesicinin güvenli bir şekilde kesebileceği maksimum arıza akımıdır. Transformatörün birincil terminallerindeki mevcut arıza akımını aşmalıdır. Kesicinin kesme derecesi çok düşükse, bir arızayı gidermeye çalışırken felaketle sonuçlanabilir.
Kısa Süreye Dayanım.Kesicinin aşağı yöndeki arızalardan geçmesi gereken birincil seçici şemalar için, kesicinin kısa süreli dayanım derecesine, yani arıza akımını belirli bir süre boyunca (genellikle 0,5 ila 3 saniye) hasarsız taşıyabilme yeteneğine ihtiyacı vardır.
Açma Birimi Özellikleri.Modern kesiciler, hassas koordinasyona olanak tanıyan mikroişlemci tabanlı açma üniteleri kullanır. Transformatör koruması için bu, istenmeyen açma olmadan ani akımları karşılayan ancak dahili arızalar için hızlı çalışan eğriler anlamına gelir.
Röle Bağlantısı
Bundan daha önce bahsetmiştim, ancak şunu vurgulamakta fayda var: çoğu orta ve yüksek gerilim kurulumunda devre kesici kendi kendine açma yapmaz. Akımı, voltajı ve bazen diğer parametreleri izleyen koruyucu rölelerden ayrı cihazlardan bir açma sinyali alır.
Diferansiyel röleler transformatöre giren akımı, çıkan akımla karşılaştırır. Eşleşmiyorlarsa dahili bir arıza vardır. Aşırı akım röleleri aşırı akımı izler. Ani basınç röleleri dahili arkı tespit eder. Bunların hepsi kesicinin açma bobinine bir sinyal gönderir.
Kesicinin görevi bu sinyale milisaniyeler içinde yanıt vermektir. Modern vakum kesiciler için, röle başlatmadan ark söndürmeye kadar toplam temizleme süresi genellikle 3 ila 5 döngüdür. Bu hız, hasarı sınırlar ve sistem kararlılığını korur.
Müşterilere Ne Anlatıyorum
Birisi bana üç fazlı bir transformatörün korunmasını sorduğunda onlara şunu söylüyorum: devre kesici sizin son savunma hattınızdır. Her şey zaten arızalandığında, izolasyon bozulduğunda, aşırı yük devam ettiğinde, arıza yine de meydana geldiğinde çalışması gereken cihazdır.
Kesiciyi az kullanırsanız transformatörle kumar oynarsınız. Doğru anlayın ve daha iyi uyuyun.
Bir transformatör uygulaması için kesiciyi boyutlandırıyorsanız ve arıza akımı, koordinasyon, röle gereksinimleri gibi sayıların üzerinden geçmek istiyorsanız, yardımcı olmaktan memnuniyet duyarım. Bunu her gün yapıyoruz ve ayrıntılar katalogların gösterdiğinden daha önemli. Yüksek kalitenin lider tedarikçisiyizRüzgar Trafosu,Üç Fazlı Direğe Monte Trafo, VeAmorf Alaşımlı Transformatör. Uzman ekibimiz ihtiyaçlarınıza uygun doğru çözümü bulmanıza yardımcı olmak için burada. Konuşmayı başlatmak için bugün bizimle iletişime geçin!
Referanslar
- IEEE Std C37.010, AC Yüksek Gerilim Devre Kesiciler için Uygulama Kılavuzu.
- IEEE Std C57.109, Trafo Arıza Akımı Süresi için IEEE Kılavuzu.
- IEC 60076-5, Güç transformatörleri – Bölüm 5: Kısa devreye dayanma yeteneği.
