Защита блока питания от кз и перегрузок: Мастер Винтик. Всё своими руками!Схема защиты источника питания от перегрузки на КУ202

Содержание

Мастер Винтик. Всё своими руками!Схема защиты источника питания от перегрузки на КУ202

Добавил: Chip,Дата: 06 Фев 2015

Схема защиты источника питания от перегрузки на КУ202

Для защиты блока питания при конструировании различных схем рекомендуется на выход БП добавить узел защиты от перегрузки по току. Простая схема устройства построена с применением тиристора в качестве управляющего элемента защиты по напряжению.

Пока напряжение питания на входе находится в пределах нормы, стабилитрон и тиристор закрыты, ток протекает в нагрузку. При превышении напряжения питания свыше 15,2В, открывается стабилитрон, и вслед за ним тиристор, так как между его катодом и управляющим электродом присутствует разность потенциалов, достаточная для его отпирания. Подключенный параллельно выходу источника питания тиристор VS1 при перегрузке обрывает плавкий предохранитель в течение нескольких микросекунд, если выходное напряжение окажется свыше допустимого. Порог открывания тиристора, а именно, срабатывания защиты, зависит от технических данных стабилитрона. При перегорании предохранителя включится пьезоизлучатель звука со встроенным генератором, который просигнализирует о внешней неисправности, который, так же, индицирует о возможном коротком замыкании в нагрузке. Сигнализатор будет звучать до тех пор, пока не будет отключено общее питание или устройство нагрузки.

Видео работы схемы защиты источника питания


Источник:chipdip.ru



ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ



П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Зарядное из компьютерного блока питания.
  • Автомобильное зарядное устройство или регулируемый лабораторный блок питания с напряжением на выходе 4 — 25 В и током до 12А можно сделать из не нужного компьютерного АТ или АТХ блока питания.

    Несколько вариантов схем рассмотрим ниже:

    Подробнее…

  • Повышающий преобразователь 30В на ULN8163.
  • Преобразователь напряжения с +8-24в на +30В

    Подробнее…

  • Зарядное устройство для аккумуляторных батарей.

  • Электронное зарядное устройство с сигнализатором уров­ня зарядки аккумуляторных батарей обеспечивает визуальный контроль за состоянием процесса зарядки в ее крайних состояни­ях, что позволяет продлить срок эксплуатации аккумуляторов. За­рядное устройство подает световой сигнал как при напряжении на аккумуляторе ниже установленного, так и при напряжении выше предельно допустимого. Работает зарядное устройство от сети пе­ременного тока напряжением 220 или 127 В частотой 50 Гц в усло­виях умеренно холодного климата при температуре окружающей среды от +5 до +35°С, относительной влажности воздуха до 85 % при температуре +22°С и пониженном атмосферном давлении до 200 мм рт. ст.

      Подробнее…


Популярность: 22 586 просм.

Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить свой комментарий, пинг пока закрыт.

Методы снижения пусковых токов импульсных источников питания

18 мая 2020

Александр Русу (г. Одесса)

Одна из главных проблем использования импульсных источников питания в светодиодных осветительных системах – ограничение пусковых токов, способных вывести эти системы из строя. Модульные решения, предусматриваюшие ограничение этих токов, предлагает компания MEAN WELL, а дискретные – для малосерийной продукции или индивидуальной разработки – сам автор статьи.

Маломощные импульсные источники питания (ИП) всегда пользовались стабильным спросом на рынке электроники – в системах промышленной автоматики, контроля доступа, пожарной безопасности и многих других. В последнее время этот список пополнился устройствами интернета вещей, умного дома и домашней автоматизации.

До недавнего времени использование ИП, независимо от того, являлись ли они универсальными блоками общего применения или разрабатывались для конкретного устройства, не вызывало особых технических проблем, но с началом эпохи светодиодного освещения ситуация изменилась не в лучшую сторону. Активное использование недорогих 12-вольтовых светодиодных лент увеличило число ИП в системах освещения, в результате чего стали появляться сбои в системах электроснабжения, вплоть до выхода оборудования из строя.

Суть проблемы заключается в значительной величине пускового тока (Inrush Current), возникающего в момент подключения блока питания к сети. Несмотря на то, что в каждом ИП приняты меры для его ограничения, все равно в большинстве устройств его величина может в десятки раз превышать ток, потребляемый при максимальной нагрузке. В результате одновременное включение нескольких ИП может приводить к срабатыванию защиты от короткого замыкания и вынуждает устанавливать автоматические выключатели либо с большим током, либо с большим временем срабатывания. Кроме того, при частом включении осветительных приборов резко уменьшается срок службы коммутирующих устройств – выключателей или реле, поскольку из-за чрезвычайно большого коммутируемого тока у них быстро прогорают контакты.

Хотя эта проблема не нова, до недавнего времени каких-либо готовых, а главное – доступных решений практически не было. Это и послужило поводом рассмотреть имеющиеся на рынке устройства для уменьшения пусковых токов, а также несколько доступных способов самостоятельного устранения этой проблемы. 

Технические характеристики источников питания

На сегодняшний день создать ИП мощностью до 1 кВт не является сложной технической задачей. Доступность элементной базы и большое количество наработок в этой области позволяют в сжатые сроки наладить производство источников питания на основе известных компонентов и по известным рекомендациям. Неудивительно, что схемотехника, технические характеристики и внешний вид недорогих выпрямительных устройств как ведущих мировых производителей, так и малоизвестных компаний очень схожи.

Одними из недорогих источников питания, часто используемыми для питания светодиодных лент, являются модули серии LRS производства компании MEAN WELL (рисунок 1). При разработке данной линейки были использованы как последние достижения в области производства импульсных источников питания, так и самая современная элементная база, что позволило вывести ИП семейства LRS на современный технический уровень и обеспечить хорошее соотношение «цена/качество».

Рис. 1. Выпрямитель из семейства LRS

Ключевыми особенностями семейства LRS (таблица 1) являются возможность работы в универсальном диапазоне входных напряжений (85…264 B AC), компактный размер (высота профиля 1U – 30 мм), высокий КПД (до 91,2%) и малое потребление при отключении нагрузки (0,2…0,75 Вт). ИП семейства LRS имеют множество сертификатов, среди которых IEC/EN 60335-1 (PD3) и IEC/EN61558-1, 2-16. Все источники питания LRS проходят тестирование при 100% нагрузки и имеют трехлетнюю гарантию.

Таблица 1. Основные технические характеристики выпрямителей семейства LRS

Наименование Номинальная  выходная мощность, Вт Выходное напряжение, В Входное напряжение В AC Потребляемый ток при 230 В АС, А Стартовый ток при 230 В АС, А
LRS-35 35 5…48 85…264 0,42 45
LRS-50 50 3,3…48 85…264 0,56 45
LRS-75 75 5…48 85…264 0,85 65
LRS-100 100 3,3…48 85…264 1,2 50
LRS-150 150 12…48 85…132/170…264 1,7 60
LRS-150F 150 5…48 85…264 1,7 60
LRS-200 200 3,3…48 90…132/180…264 2,2 60
LRS-350 350 3,3…48 90…132/180…264 3,4 60

Одной из специфических особенностей светодиодного освещения является возможность установки оборудования в специализированных электрических шкафах, поэтому наряду с ИП в перфорированных корпусах на практике может возникнуть реальная потребность в модулях с форм-фактором, рассчитанном на установку на DIN-рейку.

В этом случае следует обратить внимание на семейство HDR производства компании MEAN WELL, выпускаемое в малогабаритных пластмассовых корпусах (рисунок 2).

Рис. 2. Внешний вид выпрямителей семейства HDR производства MEAN WELL

Несмотря на то, что выпрямители HDR изначально были спроектированы для использования в автоматизированных системах управления и имеют изоляцию с электрической прочностью вплоть до Class II, сфера их применения не ограничивается питанием только промышленных контроллеров. Благодаря широкому диапазону входных напряжений, хорошему уровню электробезопасности, высокому КПД и малому энергопотреблению при отключении нагрузки (не более 0,3 Вт) эти модули (таблица 2) можно с успехом применить в самых разнообразных приложениях, начиная от питания элементов сложных технологических линий и заканчивая тем же светодиодным освещением.

Таблица 2. Основные технические характеристики выпрямителей семейства HDR

Наименование Максимальная выходная мощность, Вт Выходное напряжение, В Входное напряжение, В AC Потребляемый ток при 230 В АС, А Стартовый ток при 230 В АС, А
HDR-15 15 5…48 85…264 0,25 45
HDR-30 36 5…48 85…264 0,48 25
HDR-60 60 5…48 85…264 0,8 60
HDR-100 100 12…48 85…264 1,6 70
HDR-150 150 12…48 85…264 1,6 70

Анализируя данные таблиц 1 и 2, можно увидеть, что у всех рассмотренных ИП пусковой ток в десятки раз превышает ток, потребляемый при максимальной нагрузке. Причем чем меньше мощность источника питания, тем больше это соотношение. Например, для самой маломощной из рассмотренных моделей – ИП HDR-15 пусковой ток (45 А), согласно технической документации, в 180 раз превышает максимальное значение во время работы (0,25 А). Для мощных выпрямителей это соотношение хоть и немного меньше, но все равно является достаточно большим. Абсолютный рекорд по величине пускового тока (70 А) принадлежит моделям

HDR-150. При таком пусковом токе в момент включения устройства хоть и кратковременно, но будет потребляться около 15 кВт, что достаточно много даже для промышленного оборудования.

Ситуацию не спасает и введение в ИП корректора коэффициента мощности (ККМ). Если проанализировать технические характеристики модулей семейства RSP производства MEAN WELL (рисунок 3), отличающихся от рассмотренных выше выпрямителей LRS наличием активного корректора коэффициента мощности, то окажется, что их пусковые токи также превышают номинальные значения в 15…70 раз (таблица 3). Это, конечно, меньше, чем в модулях без ККМ, однако все равно много, даже несмотря на высокий коэффициент мощности (не менее 0,93).

Рис. 3. Выпрямитель семейства RSP производства MEAN WELL

Таблица 3. Основные технические характеристики выпрямителей семейства RSP

Наименование Максимальная выходная мощность, Вт Выходное напряжение, В Входное напряжение, В АС
Потребляемый ток при 230 В АС, А
Стартовый ток при 230 В АС, А
RSP-75 75 3,3…48 85…264 0,5 35
RSP-100 100 3,3…48 85…264 0,55 30
RSP-150 150 3,3…48 85…264 0,8 45
RSP-200 200 2,5…48 88…264 1,1 40
RSP-320 320 2,5…12 88…264 1,5 40
RSP-500 500 3,3…48 85…264 2,65 40

Причины появления пусковых токов

На сегодняшний день большинство ИП изготавливается по схеме с бестрансформаторным входом. Ключевыми элементами данной схемы являются выпрямитель, реализуемый чаще всего по мостовой схеме, и входной сглаживающий конденсатор (рисунок 4).

Рис. 4. Типовая схема входной цепи выпрямительного устройства с бестрансформаторным входом

До включения блока питания конденсатор C1 полностью разряжен и напряжение на нем равно нулю, в то время как в рабочем режиме оно достигает амплитудного значения напряжения сети, равного, при входном напряжении 220 В, около 310 В. Поскольку напряжение на конденсаторе измениться мгновенно не может, то в момент включения схемы обязательно должен произойти бросок тока из-за необходимости заряда конденсатора фильтра.

Максимальное значение пускового тока зависит не только от электрических характеристик элементов схемы, но и от момента включения ее в сеть. Наихудшим случаем считается подключение к сети в моменты, когда ее напряжение равно амплитудным значениям. В этом случае к диодам выпрямителя VD1…VD4 прикладывается прямое напряжение около 310 В, и их ток ограничивается лишь активными сопротивлениями кристаллов, соединительных проводников и внутренним последовательным сопротивлением конденсатора. Очевидно, что если не принимать никаких мер, то начальное значение пускового тока может превысить 100 А даже при небольшой емкости конденсатора C1.

Несмотря на то, что выпрямительные полупроводниковые диоды VD1…VD4 обычно выдерживают подобные перегрузки, столь высокое значение тока может значительно сократить срок их службы и вывести из строя. Для предотвращения этого пусковой ток даже в маломощных схемах обычно ограничивается с помощью резистора, сопротивление которого выбирается таким, чтобы ток через диоды выпрямителя в самом худшем случае не превышал максимально допустимое значение для данного режима работы.

Однако последовательное включение сопротивления приводит к увеличению потерь, величина которых может оказаться недопустимо большой. Для исключения этого в выпрямителях вместо резистора чаще всего устанавливают термистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. В момент включения, когда сопротивление термистора велико, пусковой ток мал. После запуска источника питания ток, протекающий через термистор, разогревает его, что приводит к снижению его сопротивления и, как следствие, к уменьшению влияния на работу схемы. Несмотря на простоту, у такого способа есть один серьезный недостаток – при частой коммутации, например, когда ИП включается сразу после выключения, термистор не успевает остыть и ограничение пускового тока происходит не так эффективно.

Таким образом, в импульсных ИП, построенных по классическим схемам, пусковой ток ограничивается лишь на уровне, обеспечивающем безопасный режим работы выпрямительных диодов, поскольку использование иного решения приведет или к уменьшению КПД системы в целом, или к ее существенному удорожанию. Очевидно, что проблему пусковых токов в большинстве случаев необходимо решать другими способами.

Методы ограничения пусковых токов

При анализе схемотехники импульсных выпрямительных устройств с бестрансформаторным входом становится понятно, что одним из наилучших методов уменьшения пусковых токов является кратковременное увеличение сопротивления входной цепи в момент включения. Именно по такому пути пошла компания MEAN WELL, представив на рынке серию ограничителей пусковых токов семейства ICL (рисунок 5).

Рис. 5. Ограничители пусковых токов производства компании MEAN WELL

На сегодняшний день MEAN WELL предлагает своим клиентам четыре модели ограничителей с максимальным пусковым током 23 А (ICL-16R/L) и 48 А (ICL-28R/L), предназначенные для установки на DIN-рейку (модели с суффиксом R) или на шасси (модели с суффиксом L). Основными элементами модулей являются мощные токоограничивающие резисторы, реле и схема управления (рисунок 6). В момент включения контакты реле разомкнуты, и входной ток выпрямительных устройств протекает через резистор с сопротивлением R. Через некоторое время, определяемое схемой управления, на обмотку реле подается напряжение, и его контакты замыкают токоограничивающий резистор, подключая выпрямительные устройства непосредственно к сети.

Рис. 6. Структурная схема ограничителей ICL

Время срабатывания реле определяется схемой управления и составляет 300 мс для моделей ICL-16R/L и 150 мс для ICL-28R/L (таблица 4), что равно, соответственно, 15 и 7,5 периодам изменения напряжения сети с частотой 50 Гц. Этого времени вполне достаточного для заряда конденсаторов входных фильтров, поскольку в большинстве случаев напряжение на них достигает необходимой величины в течение 1…3 периодов (20…60 мс).

Таблица 4. Основные технические характеристики ограничителей ICL

Параметры Наименование
ICL-16R/L ICL-28R/L
Входное напряжение, В AC 180…264 180…264
Ограничение пускового тока, А 23 48
Максимальный выходной ток (продолжительный), А 16 28
Потребляемая мощность при 264 В, Вт < 1,5 < 2
Длительность ограничения тока, мс 300 ± 50 150 ± 50
Диапазон рабочих температур, °С -30…70 -30…70

Ключевым преимуществом ограничителей ICL является возможность работы с несколькими ИП (рисунок 7). Действительно, при наличии последовательно включенного резистора максимальный ток в цепи не может превысить определенное значение даже при коротком замыкании выхода ограничителя. В этом случае максимальное количество подключаемых источников питания ограничивается максимально допустимым током контактов реле, равным 16 А для ICL-16R/L и 28 А для ICL-28R/L. Таким образом, пусковой ток в системе с использованием ограничителей тока будет превышать ток при полной нагрузке не более чем в два раза.

Рис. 7. Типовая схема включения ограничителей ICL

Еще одним преимуществом такого решения является его универсальность, поскольку проблема пусковых токов существует не только у импульсных ИП. Например, такая же проблема может возникнуть при включении мощных трансформаторов. И хоть в этом случае причина появления пускового тока имеет иную физическую природу (наличие остаточной намагниченности ферромагнитного материала магнитопровода), тем не менее, ее теоретически можно также решить с помощью ограничителей пусковых токов производства компании MEAN WELL.

Особенности самостоятельного изготовления ограничителей пусковых токов

Как и любая продукция компании MEAN WELL, ограничители пусковых токов серии ICL отличаются высоким качеством. Однако они все еще являются новинкой на рынке и их доступность некоторое время будет недостаточной для широкого использования. Тем не менее, простота метода ограничения пусковых токов позволяет изготовить такое устройство самостоятельно из компонентов, имеющихся в любом радиомагазине.

Один из вариантов такого решения показан на рисунке 8. В качестве токоограничивающих резисторов были использованы два соединенных параллельно 5-ваттных проволочных резистора R3 и R4, замыкаемые с помощью контактов реле K1. Элементы R1, R2, VD1, VD2, C1 являются простейшим стабилизированным источником питания, предназначенным для включения реле. Время срабатывания системы зависит от скорости заряда конденсатора C1 и при данных номиналах компонентов приблизительно равно 0,5 с, что вполне достаточно для заряда конденсаторов фильтров подсоединенных выпрямительных устройств. Максимальное значение пускового тока определяется сопротивлением резисторов R3 и R4. При использовании элементов с сопротивлением 47 Ом ток в момент включения системы не должен превышать 12 А во всем диапазоне рабочих напряжений.

Рис. 8. Принципиальная схема и внешний вид самостоятельно изготовленного ограничителя тока

Для надежного срабатывания реле, способного коммутировать токи более 1 А, необходимо около 0,5 Вт мощности, поэтому чем больше напряжение обмотки, тем меньше энергопотребление системы, ведь формирование напряжения для обмотки реле производится простейшей схемой на основе резистивного делителя, КПД которого катастрофически падает с уменьшением коэффициента передачи. В данной схеме было использовано стандартное реле SRD-24VDC-SL-C с обмоткой, рассчитанной на напряжение 24 В, поэтому потребляемая мощность данной схемы достаточно высока – около 4 Вт.

Для уменьшения энергопотребления можно заменить резисторы R1 и R2 на конденсатор, имеющий на частоте 50 Гц аналогичное сопротивление. Однако наилучшим решением в данной ситуации будет использование специализированных маломощных источников питания, которые не только сформируют нужное напряжение с малыми потерями, но и обеспечат работоспособность схемы в широком диапазоне входных напряжений.

Небольшое количество компонентов позволило поместить данную схему в компактном корпусе KLS24-JG4-01, рассчитанном на установку на DIN-рейку. Практические испытания схемы с пятью подключенными к выходу ИП мощностью от 50…150 Вт показали хорошее ограничение пусковых токов, проявляющееся в отсутствии срабатываний защиты от коротких замыканий, которая до этого активизировалась в среднем при каждом третьем включении.

Основным недостатком рассмотренной выше схемы является высокое энергопотребление, проявляющееся в достаточно сильном нагреве корпуса во время работы. Поэтому было решено применить более простой способ питания реле напряжением, формируемым непосредственно выпрямительным устройством (рисунок 9). Использование такого подхода позволило, во-первых, значительно упростить схему, а во-вторых, максимально уменьшить пусковой ток, ведь при таком подходе реле сработает уже после запуска источника питания, то есть, когда заряд конденсатора фильтра гарантированно закончится.

Рис. 9. Принципиальная схема и внешний вид ограничителя тока с питанием реле от выпрямительного устройства

В новой схеме в качестве токоограничивающих резисторов были использованы два параллельно соединенных резистора сопротивлением 1 кОм и мощностью 3 Вт. При таких номиналах максимальное значение пускового тока не будет превышать 2 A. Очевидно также, что для этой схемы рабочее напряжение реле должно быть равно выходному напряжению выпрямительного устройства, в данном случае – 12 В.

Поскольку столь высокое сопротивление во входной цепи теоретически может привести к нестабильной работе блока питания, для проверки работоспособности системы была собрана экспериментальная установка на основе импульсного ИП мощностью 60 Вт (рисунок 10). Для измерения тока был использован резистивный шунт с сопротивлением 0,1 Ом, включенный последовательно с выпрямительным устройством. Напряжение сети контролировалось с помощью штатного делителя напряжения с коэффициентом передачи 1:10, встроенного в щуп цифрового осциллографа SIGLENT SDS 1072CML+.

Рис. 10. Принципиальная схема измерительной установки

Согласно технической документации на выпрямительное устройство, его ток в момент включения не должен превышать 45 А. Но, поскольку фактическое значение пускового тока сильно зависит от момента включения (по отношению к началу периода сети), то включить систему при максимуме напряжения сети без использования специализированного оборудования достаточно тяжело. Тем не менее, на рисунке 11 показаны осциллограммы, полученные при включении системы менее чем за 1 мс до момента достижения амплитудного напряжения сети. Как видно из результатов измерений, величина пускового тока составила приблизительно 25 А, что почти в 17 раз больше амплитудного значения тока, потребляемого при выходном токе 5 А (амплитудное значение входного тока при этом равно 1,5 А), составляющем более 80% от максимальной нагрузки (рисунок 12).

Рис. 11. Диаграммы напряжения сети (фиолетовый канал) и потребляемого тока (желтый канал) в момент включения выпрямительного устройства при отсутствии ограничителя пусковых токов

Рис. 12. Диаграммы напряжения сети (фиолетовый канал) и потребляемого тока (желтый канал) при работе выпрямительного устройства в режиме 80% мощности

После подключения ограничителя пусковой ток уменьшился до нескольких ампер (рисунок 13), при этом видно, что заряд конденсатора фильтра теперь занимает значительно больше времени. Однако это не влияет на стабильность запуска системы, поскольку к моменту включения импульсного преобразователя выпрямительного устройства количества энергии в конденсаторе фильтра хватит для поддержания выходного напряжения в течение нескольких сотен миллисекунд, что вполне достаточно для включения реле.

Рис. 13. Диаграммы напряжения сети (фиолетовый канал) и потребляемого тока (желтый канал) в момент включения выпрямительного устройства с ограничителем пусковых токов

Очевидно, что при таком подходе к ограничению входного тока самой сложной ситуацией для системы будет режим перегрузки по току ИП. В этом случае выходного напряжения блока питания может оказаться недостаточно для срабатывания реле, и токоограничивающие резисторы останутся включенными до момента устранения перегрузки. Однако благодаря тому, что большинство ИП имеет встроенную защиту от перегрузки по току, при срабатывании которой они переходят в прерывистый («икающий») режим работы, входной ток при этом значительно снижается (рисунок 14) и мощность, выделяемая на токоограничивающих резисторах, не достигает опасных значений. Так, после часа работы системы в режиме короткого замыкания ИП температура перегрева корпусов резисторов R1 и R2, измеренная контактным способом с помощью термопары, не превысила 60°С.

Рис. 14. Диаграммы тока, потребляемого выпрямительным устройством в режиме короткого замыкания выхода

Несмотря на то, что увеличение сопротивления токоограничивающих резисторов позволяет полностью исключить возникновение экстратоков в момент включения, сильно увеличивать их сопротивление не нужно. При большом сопротивлении этих компонентов и возможной аварии во входной цепи выпрямительного устройства, например, при пробое входных диодов, встроенная плавкая вставка не сработает, и к токоограничивающим резисторам будет постоянно приложено все напряжение сети, что, скорее всего, приведет к их перегреву, а возможно – к возгоранию. Поэтому пусковой ток в системе должен быть, с одной стороны, не особо большим, по причинам, изложенным в начале статьи, а с другой – не особо малым, чтобы обеспечить надежную работу защит при аварии выпрямительных устройств. По этой же причине температуру корпусов токоограничивающих резисторов лучше всего контролировать термопредохранителем, разрывающим цепь при перегреве.

Как и все рассмотренные перед этим способы, схема, изображенная на рисунке 9, может ограничивать ток как одного, так и нескольких ИП. В последнем случае реле можно подключить как к одному блоку питания, так и к нескольким, объединив их, например, по схеме монтажного ИЛИ. 

Заключение

Проблема пусковых токов выпрямительных устройств не нова. Отрадно осознавать, что ведущие мировые производители источников питания начали выпускать на рынок профессиональные решения, позволяющие минимизировать значение этого параметра. При этом вполне возможно, что в ближайшем будущем наряду с традиционными ИП общего назначения появятся специализированные семейства для осветительного оборудования, в которых данная защита уже будет интегрирована, а следовательно, системы светодиодного освещения станут еще проще и надежнее.

•••

Наши информационные каналы

Защита трансформатора от перенапряжения и перегрузки: разновидности

Среди электроустановок, применяемых для преобразования и передачи электроэнергии, трансформаторы являются наиболее дорогими устройствами. Тем не менее они способны работать без перебоя в течении всего срока эксплуатации, и даже более того, но при условии, что на прибор не будут воздействовать аварийные режимы. Для борьбы с любыми нарушениями нормальной работы на практике применяется защита трансформаторов.

Виды повреждений

Рис. 1. Повреждения трансформаторов

В связи с тем, что трансформатор включается в работу совместно с другими устройствами, любые повреждения на питающей линии, в низковольтных цепях или внутри бака одинаково опасны.

Среди актуальных видов аварий следует отметить следующие:

  • Короткое замыкание между обмотками;
  • Замыкание обмотки на корпус;
  • Межфазные замыкания в линии;
  • Межвитковые замыкания;
  • Повреждение встроенного оборудования;
  • Перегрев мест подключения, электрических контактов;
  • Обрыв в цепи, нарушение целостности точек подключения или обмоток;
  • Нарушение крепления железа, расшихтовка листов при ослаблении стяжек ярма с последующим перекрытием или разрушением витков.

Деление защит трансформаторов на основные и резервные

Любой вид повреждения в трансформаторе несет потенциальную опасность, как целостности оборудования, так и надежности работы всей энергосистемы. Поэтому крайне важно грамотно отстраивать работу защит на электростанциях, тяговых и трансформаторных подстанциях, местных КТП и ТП. Для этой цели защита трансформатора условно подразделяется на две категории – основную и резервную.

Основная защита – это такой вид автоматики, который направлен на анализ внутреннего состояния трансформатора (обмоток, железа, дополнительного оборудования). Данный тип охватывает как само устройство, так и  прилегающие к нему шины, провода и т.д.

Резервная защита охватывает те нарушения в работе, которые происходят за пределами трансформатора, но могут непосредственно повлиять на его проводники и внутренние элементы. Это всевозможные перегрузки, замыкания и перена

Блоки питания для компьютеров

Поиск. .. Выбрать город Вход
  • Для дома и кухни
  • Телефоны
  • Компьютеры
  • Оргтехника
  • Портативная техника
  • Видео
  • Спецоборудование
  • Аудио
  • Фото
ТехникаКомпьютерыКомплектующиеБлоки питания(2578) Фильтр Бренд 3Cott 1 5bites 2 ACCORD 36 ACD 22 ADATA 7 AeroCool 295 AeroСool 46 AmperIn 16 Apple 11 ASUS 3 Be quiet! 79 Buro 6 Chieftec 194 Cooler Master 167 Corsair 60 Cougar 8 Crown 10 Crown Micro 7 CWT 3 CyberPower 2 Deepcool 57 Dell 9 EMACS 11 Enermax 6 EVGA 40 ExeGate 160 Foxconn 8 Foxline 7 Fractal Design 11 FSP 91 FSP Group 33 GameMax 3 GIGABYTE 32 Ginzzu 55 Hewlett Packard Enterprise 1 HIPER 135 Hipro 18 HP 8 HPE 6 Intel 6 InWin 18 IPPON 9 Lenovo 14 LinkWorld 19 MikroTik 3 NZXT 7 Palmexx 25 Panasonic 3 Pitatel 184 Powerman 4 Qdion 43 Raspberry Pi 6 ROBITON 27 R-Senda 14 Seasonic 54 SilverStone 3 STM 2 Super Flower 36 Supermicro 4 Sven 9 Thermaltake 140 TopOn 107 Winard 17 Xilence 19 XPG 6 Zalman 81 Цвет черный 195 серый 11 белый 3 серебристый 1 нет 1 Размер вентилятора(ов), мм 120 131 120x120 25 140 17 80 15 135 9 80x80 5 40х40 3 140x140 3 40 2 Питание мат. платы и процессора 20+4 pin 74 24 pin 21 20+4 pin, 4+4 pin 20 24+8 (4+4) pin 18 24 (20+4)+4+4 17 24+4 pin 8 20+4 pin 4 pin 7 24 pin, 4+4 pin 6 20+4 pin, 4 pin 5 24+4+4 pin 5 24 (20+4)+4 5 20+4 pin 4+4 pin 4 20+4 pin, 2 х 4+4 pin 3 20+4+4 pin 2 20+4 pin 4 +4 pin 2 24+4+4 2 24 pin, 4 pin 2 20+4 pin, 8 pin 1 20+4 pin +4 pin 1 24+8+8(4+4) pin 1 28 (24+4)+4 1 Питание видеокарты 2 х pci-e 8pin (6+2) 20 4 х pci-e 8pin (6+2) 18 pci-e 8pin (6+2) 18 2 х 6+2 pin 16 6+2 pin 11 4 х 6+2 pin 10 2x 6/8-pin 10 2х(6+2) pin 8 6 pin 7 pci-e 6pin 7 1x 6/8-pin 7 2x6+2 pin 5 2 х 6+2-pin 4 2x(6+2) pin 4 1x6+2 pin 3 1 х 6+2-pin 2 6 х pci-e 8pin (6+2) 2 3x 6/8-pin 2 4x6+2 pin 2 4x 6/8-pin 2 1 х 6 pin 1 1 x 6/8-pin 1 1 х 6+2 pin 1 4 х 6+2-pin 1 5 х 6+2 pin 1 8 pin 1 6+2-pin 1 pci-e 6pin, 8pin 1 1x6 pin 1 1x 6-pin 1 1x 6+2 pin 1 1x(6+2) pin 1 2x6 pin 1 2x 6+2 pin 1 4x 6+2 pin 1 6x(6+2) pin 1 Мощность 450 вт 13 400 вт 12 500 вт 11 650 вт 8 600 вт 7 550 вт 7 550 6 750 6 750 вт 5 600 4 400 3 700 3 700 вт 3 1050 вт 2 350 вт 2 450 2 650 2 850 2 500 1 800 1 800 вт 1 120вт 1 725 1 1600 1 1600 вт 1 Размер вентилятора 120 мм 48 120 15 135 мм 8 14

Защита электрооборудования от короткого замыкания, перегрузки по току и перегрузки

Все электрическое оборудование имеет номинальную мощность. Это называется перегрузкой, когда они превышают номинальную мощность, а защита до состояния называется защитой от перегрузки. Защита для предотвращения внутреннего короткого замыкания электрического оборудования называется защитой от короткого замыкания, а защита от нулевого давления также называется защитой от отсутствия напряжения. Когда происходит сбой питания, цепь с указанными выше функциями автоматически останавливается, и электрическое оборудование не запускается автоматически при подаче питания в следующий раз.Цель этой функции состоит в том, чтобы не дать обслуживающему персоналу забыть об отключении источника питания при сбое питания, а электрооборудование автоматически сработает в следующий раз, когда есть напряжение, и, таким образом, приведет к несчастным случаям. Эту функцию выполняет схема, управляемая генеральным подрядчиком.

Защита от короткого замыкания
Когда электрический прибор или изоляция проводки в электрической цепи управления сталкиваются с повреждениями, коротким замыканием нагрузки или ошибками проводки, возникают короткие проблемы. Переходный ток короткого замыкания, генерируемый при коротком замыкании, более чем в 10–10 раз превышает номинальный ток. Сильная электродинамическая сила электрического оборудования или распределительной линии из-за тока короткого замыкания может повредить, вызвать дугу и даже вызвать пожар.
Защита от короткого замыкания требует отключения питания через короткое время после короткого замыкания. Обычный метод - подключить предохранитель или автоматический выключатель низкого напряжения. Ток срабатывания цепи низкого напряжения в 1,2 раза превышает пусковой ток электродвигателя.

Защита от перегрузки по току
Под перегрузкой по току понимается рабочее состояние электродвигателя или элемента электрооборудования, превышающее номинальный ток. Перегрузка по току обычно меньше тока короткого замыкания и в 6 раз превышает номинальный ток. Возможность перегрузки по току в электрическом токе больше, чем короткого замыкания, особенно когда электродвигатель включается и часто имеет положительную и отрицательную инверсию. В условиях перегрузки по току, если значение тока может быть прямо перед максимально допустимым повышением температуры, элементы электрического устройства все еще могут работать нормально, но ударный ток, вызванный перегрузкой по току, повредит электродвигатель, а генерируемый мгновенный электромагнитный момент повредит механические компоненты трансмиссии.Таким образом, необходимо отключить питание.
Защита от перегрузки по току часто реализуется через реле максимального тока. При подключении катушки реле максимального тока к защищаемой цепи, когда ток достигает заданного значения, срабатывает реле максимального тока. А нормально замкнутый контакт подключается к ответвлению, где катушка контактора должна отключать катушку контактора. Затем отключите главный контакт контактора в главной цепи, чтобы вовремя выключить электродвигатель.

Защита от перегрузки
Под перегрузкой понимается рабочее состояние, когда рабочий ток электродвигателя превышает номинальный, но меньше 1. 5-кратный номинальный ток. И рабочее состояние находится в пределах рабочего состояния сверхтока. Если электродвигатель длительное время находится в режиме перегрузки, повышение температуры обмотки превысит допустимое значение, что приведет к старению и повреждению изоляции. Защита от перегрузки не требует мгновенного срабатывания из-за воздействия кратковременного ударного тока электродвигателя или тока короткого замыкания, поэтому тепловое реле обычно используется в качестве элемента защиты от перегрузки.
Когда через тепловое реле проходит ток, в 6 раз превышающий номинальный, перед срабатыванием необходимо подождать 5 секунд. До срабатывания теплового реле нагревательные элементы теплового реле могли перегореть. Следовательно, при использовании теплового реле для защиты от перегрузки одновременно должны быть установлены устройства защиты от короткого замыкания, такие как предохранитель или автоматический выключатель низкого напряжения.
Купите на ATO.com устройство защиты от перенапряжения, реле или автоматический выключатель, чтобы защитить свое электрическое устройство.

Настройка защиты от перегрузки, короткого замыкания и замыкания на землю MCCB (ЧАСТЬ-1)

Введение:

  • В MCCB предусмотрены различные типы защиты, которые определяют различные защиты электрической сети.
  • В MCCB мы можем настроить большую часть защиты в соответствии с профилем электрической нагрузки.
  • Основные регулируемые настройки в MCCB:
  • Настройка перегрузки по току
  • Настройка короткого замыкания
  • Настройка замыкания на землю

Значение каждого переключателя MCCB

  • Согласно стандарту IEC 60947-2 определены названия переключателей.
Настройка Корректировка Защита для
Ir Настройка тока длительного срабатывания (или тепловая настройка). Это коэффициент умножения рейтинга устройства. (Ir = xIn) Защита от перегрузок
tr Длительная задержка Установка в секундах, позволяющая, в частности, выдерживать пусковой ток двигателя. (tr = сек) Защита от перегрузок
Im / Isd Короткое время (магнитная установка). Это множитель уставки Ir, часто в 1,5-10 раз больше тока Ir (im = xIr) Защита от коротких замыканий.
тм / тс Кратковременная задержка Установка, позволяющая, в частности, увеличивать селективность (время) с подключенными фидерами и допускать пики намагничивания трансформатора или двигателя.Рекомендуется, чтобы селекторный переключатель I²t был установлен в положение ON . (Tm = Sec) Защита от коротких замыканий.
Ii Установка мгновенного тока. Защита установки от сильных коротких замыканий (глухих коротких замыканий) мгновенным отключением без задержки и самозащитой автоматического выключателя.

Ii> Isd.

Защита от глухих коротких замыканий.
Ig для контроля тока замыкания на землю, циркулирующего в фазе и заземляющем проводе в системах TNS Защита от земли
тг Выдержка времени защиты от земли Защита от земли
I дельта n Регулировка чувствительности защиты от утечки на землю Защита от утечки на землю
дельта t Задержка защиты от утечки на землю. Защита от утечки на землю

Настройка каждого защитного выключателя MCCB

(1) Для защиты от короткого замыкания / перегрузки по току (тепловая настройка):

(A) Настройка тока длительного срабатывания (Ir):

  • Определяет длительный номинальный ток выключателя.
  • Длительная защита зависит от времени.
  • Значение
  • Long Pickup (Ir) (умноженное на номинальный ток (In) MCCB) устанавливает максимальный уровень тока, который автоматический выключатель будет выдерживать непрерывно.
  • Если MCB имеет номинальное значение 1000A, но ток полной нагрузки составляет 800A, то номинальное значение MCCB можно изменить с 1000A на 800A, установив его 0,8, теперь Ir = 0,8XIn = 0,8 × 1000 = 800Amp
  • Если ток превышает это значение дольше, чем автоматический выключатель сработает с установленным временем задержки.
  • Долговременная защита обратнозависимого типа (с постоянной I2t)
  • Долговременный датчик (Ir) регулируется от в 4 до 1,0 номинала разъема датчика (In)
  • Стандартная практика для настройки:
  • Нет отключения при токе ниже 105% Ir
  • Поездка менее чем за два часа при токе, равном
  • 120% Ir для электронного расцепителя и
  • 130% Ir для термомагнитного расцепителя
  • При более высоком токе повреждения время отключения обратно пропорционально значению тока повреждения.

(B) Настройка длительной задержки (tr):

  • Большая выдержка времени (tr) устанавливает время, в течение которого автоматический выключатель будет выдерживать длительную перегрузку перед отключением.
  • Полосы задержки обозначены в секундах перегрузки по току, в шесть раз превышающей номинальный ток.
  • Длительная задержка представляет собой обратнозависимую временную характеристику, в которой время отключения уменьшается с увеличением тока.
  • Длительная задержка (tr) устанавливает продолжительность времени, в течение которого автоматический выключатель будет выдерживать перегрузку по току (ниже уровня кратковременного или мгновенного тока срабатывания) до отключения.
  • Для длительной задержки можно установить значения I2t On и I2t OFF.
  • (A) I2t Response: I2t Out, Для согласования с другими автоматическими выключателями с электронными расцепителями и для согласования с магнитотермальными выключателями.
  • (B) I2t Реакция: I2t In, для согласования с предохранителями и входным трансформатором

Нравится:

Нравится Загрузка...

Связанные

О компании Jignesh.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар закончил M.Tech (Power System Control), B.E (Electric). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электротехнических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение).В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Industrial Electrix» (Австралийские публикации в области энергетики). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знает английский, хинди, гуджарати, французский языки.Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновиться по различным инженерным темам.

Схемы и механизмы защиты от пониженного и повышенного напряжения

Для удовлетворительной работы всех электрических и электронных устройств рекомендуется подавать напряжение в установленных пределах. Колебания напряжения в электросети, безусловно, отрицательно сказываются на подключенных нагрузках. Эти колебания могут быть связаны с повышенным или пониженным напряжением, которые вызваны несколькими причинами, такими как скачки напряжения, молния, перегрузка и т. Д.Перенапряжения - это напряжения, превышающие нормальные или номинальные значения, которые вызывают повреждение изоляции электрических приборов, что приводит к коротким замыканиям. Точно так же пониженное напряжение вызывает перегрузку оборудования, что приводит к мерцанию ламп и неэффективной работе оборудования. Таким образом, в данной статье приведены схемы схем защиты от пониженного и повышенного напряжения с различными структурами управления.

Повышенное или пониженное напряжение

Чтобы понять эту концепцию и лучше понять ее, необходимо пройти через три различных типа схем защиты от перенапряжения, в которых используются компараторы и таймеры.


1. Схема защиты от пониженного и повышенного напряжения с использованием компараторов

Эта схема защиты по напряжению разработана для создания механизма отключения при низком и высоком напряжении для защиты нагрузки от любого повреждения. Во многих домах и на производстве часто происходят колебания напряжения в сети переменного тока. Электронные устройства легко повредить из-за колебаний. Чтобы решить эту проблему, мы можем реализовать механизм отключения схемы защиты от пониженного / повышенного напряжения для защиты нагрузки от чрезмерного повреждения.

Блок-схема защиты от перенапряжения и пониженного напряжения

Работа схемы

2. Схема защиты от пониженного и пониженного напряжения с использованием таймеров

Это еще одна схема защиты от пониженного / повышенного напряжения для разработки механизма защиты от пониженного и повышенного напряжения для защиты нагрузки от повреждений. Эта простая электронная схема использует таймеры вместо компаратора, как в приведенном выше случае, в качестве механизма управления. Комбинация этих двух таймеров обеспечивает вывод ошибки для переключения релейного механизма, когда напряжение выходит за установленные пределы.Таким образом, он защищает приборы от неблагоприятного воздействия напряжения питания.

Защита от перенапряжения с использованием таймеров

Работа цепи:

Это две разные схемы защиты от перенапряжения и пониженного напряжения. Обе схемы работают одинаково, но разница между ними составляет используемые компоненты. Эти схемы просты, дешевы и легки в реализации, и поэтому теперь вы сможете выбирать между этими двумя, чтобы обеспечить лучший и надежный контроль с простотой реализации. Так что напишите свой выбор и любую другую техническую помощь по созданию схем электронных проектов в разделе комментариев ниже.

Фото:

  • Защита от перенапряжения или пониженного напряжения из-за статики
  • Схема защиты от перенапряжения с использованием компараторов от blogspot
  • Схема защиты от перенапряжения с использованием таймеров с помощью электронных схем

Защита силового трансформатора и типы неисправностей

Защита силового трансформатора и виды неисправностей

В предыдущем посте мы уже говорили о системах, устройствах и агрегатах электрозащиты.Сегодня мы поговорим о различных типах защиты трансформаторов и неисправностях более подробно.

Неисправности силового трансформатора

Трансформаторы - это жизненно важное оборудование в сети передачи и распределения , поэтому защита от внутренних и внешних неисправностей является очень важным фактором при проектировании этих сетей.

Неисправности трансформаторов могут возникнуть:

  • В диэлектрических (изоляционных) материалах, а именно в масле.
  • В обмотках.
  • В основном (реже).
Неисправности масла и изоляции обмоток

Трансформаторные масла предназначены для обеспечения электроизоляции при высоких электрических полях ; любое существенное снижение диэлектрической прочности может указывать на то, что масло больше не может выполнять эту жизненно важную функцию .

Некоторые из факторов, которые могут привести к снижению диэлектрической прочности, включают полярных загрязнителей, таких как вода, продукты разложения масла и разрушение целлюлозной бумаги .

Неисправности трансформатора могут возникать в масле из-за газообразования, старения, загрязнения воздухом и недостаточного уровня и давления.

В случае незначительной неисправности , такой как повреждение изоляции болта сердечника , локальный перегрев и т. Д. , дуга вызывает медленное образование газа в масле .

Все неисправностей в сердечнике и обмотках трансформатора приводят к локальному нагреву и выходу из строя мкл.

Когда неисправность относится к очень незначительному типу , например, горячее соединение , газ выходит медленно и поднимается в сторону расширителя .

Основная неисправность , где возникает сильная дуга , вызывает быстрое выделение большого объема газа и паров масла .

Это бурное выделение газа и паров масла не успевает уйти, а вместо этого создает давление и физически вытесняет масло , вызывая выброс масла в расширитель .

Неисправности могут также возникать в изоляционном материале обмоток , как следствие выхода масла из строя, старения , перегрева и пробоя изоляции .

Неисправности сердечника

Если какая-либо часть изоляции сердечника выходит из строя или ламинированная структура сердечника перекрывается любым проводящим материалом , который может позволить течь достаточному вихревому току , он вызовет серьезный перегрев .

Болты с изолированной сердцевиной используются для затягивания сердечника . Если изоляция этих болтов выходит из строя и обеспечивает легкий путь для паразитного тока , это приведет к перегреву .

Механические удары во время погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки может приложить к трансформатору с эквивалентной силой выше 3g (где g - ускорение свободного падения; g = 9.81 м / с 2 .) , что может вызвать искажение сердечника .

Неисправности обмоток

Неисправности общих обмоток: :

  • Неисправности между первичной и вторичной обмотками ( короткое замыкание ) той же фазы .
  • Короткое замыкание между витками обмотки .

Эти неисправности обычно являются результатом диэлектрического разрушения , как между обмотками, так и между витками одной и той же обмотки , из-за старения изоляционного материала , которое может увеличиться на из-за перегрузок .

Также необходимо учитывать, что на обмотки действуют как радиальные, так и осевые силы , связанные с взаимодействием тока и магнитного потока . Радиальные силы во внутренней обмотке ( обычно это низковольтная обмотка ) находятся в состоянии сжатия , в то время как внешняя обмотка ( обычно - обмотка высокого напряжения ) силы находятся в напряжении .

Конструкция обмоток и связей должна учитывать величину этих сил и обеспечивать достаточную прочность , чтобы противостоять им без значительной механической деформации , которая может привести к разрушению диэлектрика .

Также механических ударов во время обработки и транспортировки может приложить к трансформатору с силой, эквивалентной выше 3g , что может вызвать деформацию и / или смещение обмоток и уменьшение изоляции обмотки .

Неисправности из-за перегрузки

Нагрузка трансформатора определяется допустимым превышением температуры обмоток и масла . Допустимая температура масла составляет 65 ° C и горячая точка температура обмотки составляет 80 ° C при номинальной нагрузке .

Поскольку нагрузка трансформатора не остается стабильной и изменяется в соответствии с кривой нагрузки , нагрузка трансформатора становится важной эксплуатационной проблемой .

Номинальная выходная мощность силового трансформатора указана на заводской табличке со ссылкой с до , указанное превышение температуры при определенных условиях испытаний .

Выход , который может быть получен от трансформатора без чрезмерного ухудшения изоляции , может быть больше или меньше номинального значения , указанного на паспортной табличке , в зависимости от рабочих условий , таких как температура окружающей среды , начальная нагрузка, охлаждение, продолжительность жизни и т. д. .

Неисправности из-за перегрева

Перегрев в трансформаторе может быть вызван перегрузками, превышающими допустимые перегрузки , указанные производителями в соответствии со стандартами IEC ( 60354 для маслонаполненных трансформаторов и 60905 для сухих трансформаторов трансформаторы ) и внешних повреждений , таких как короткое замыкание на установках после . Большинство этих неисправностей может быть ограничено надлежащим обслуживанием трансформатора.

Перегрев может вызвать пробой изоляции обмоток.

Защита силового трансформатора

Встроенная защита

Трансформаторы снабжены пулей ( внутренних защит) для диэлектрического разрыва ( образование газа ) , давление масла, уровень, температура обмотки и на устройстве РПН .

В соответствии с конструкцией трансформаторов должны быть предусмотрены следующие защиты :

Масляные трансформаторы с расширителем

  • Реле Букхольца для диэлектрического разрушения ( 2 ступени : аварийная сигнализация и отключение )
  • Реле давления и уровня масла ( 2 ступени : аварийный сигнал и отключение )
  • Термостат температуры масла ( 2 ступени : аварийный сигнал и отключение )
  • Защита устройства РПН ( 2 шаги : аварийный сигнал и отключение )

Реле Букхольца имеет нескольких методов обнаружения неисправного трансформатора .

  • При медленном накоплении газа , возможно, из-за небольшой перегрузки , газа, образовавшегося в результате разложения изоляционного масла , накапливается в верхней части реле , а понижает уровень масла на . Поплавковый выключатель в реле используется для подачи сигнала тревоги . В зависимости от конструкции, секундный поплавок может также служить для обнаружения медленных утечек масла .
  • Если дуга образует , накопление газа происходит быстро , и нефть быстро течет в расширитель .Этот поток масла управляет переключателем , прикрепленным к лопатке , расположенной на пути движущегося масла .

Реле Бухгольца имеют тестовый порт , позволяющий отводить накопившегося газа для проверки . Воспламеняющийся газ в реле указывает на некоторую внутреннюю неисправность , такую ​​как перегрев или искрение , тогда как воздух , обнаруженный в реле , может указывать только на низкий уровень масла или утечку .

Для трансформаторов , оснащенных охлаждающими вентиляторами и насосами , используются температурные устройства для автоматического запуска и остановки принудительного охлаждения . Они также оснащены для подачи аварийного сигнала и отключения для очень высоких температур трансформатора .

Масляные герметичные трансформаторы

  • Обнаружение газа, уровень, давление и температура масла дюймов одно оборудование ( DGPT 2 - Обнаружение газа, давления и температуры ) с 2 уровней ( аварийный сигнал и отключение )

Сухие трансформаторы

  • Температура обмоток с 2 уровня ( аварийный сигнал и отключение ) - датчик температуры сопротивления PT 100 ( платиновый зонд ) или PTC положительный температурный коэффициент »), то есть термистор ( полупроводниковый материал, чувствительный к температуре ).

Эти защиты имеют прямое действие на отключающие катушки автоматических выключателей .

Дифференциальная защита

Идеальный способ из для защиты любой части оборудования энергосистемы - это сравнить ток, входящий в эту часть оборудования, с током на выходе .

В нормальных здоровых условиях два равны . Если два тока не равны , то должна существовать ошибка .

Это осуществляется с помощью « дифференциальная защита » (ANSI / IEEE / IEC , код 87T), , диаграмма которого показана на рисунке 1, а принцип действия основан на действующем законе Кирхгофа .

Полезно знать:

IEC : Международная электротехническая комиссия.

ANSI : Американский национальный институт стандартов.

IEEE : Институт инженеров по электротехнике и электронике.

Рисунок 1 - Схема дифференциальной защиты

EHV и HV Трансформаторы и автотрансформаторы для напряжений выше 49,5 кВ и MV трансформаторов 9-0006 выше номинальной мощности 905 4 MVA обычно имеют в качестве основной защиты a дифференциальную защиту для повреждений обмотки - короткое замыкание между витками обмотки или между обмотками, которые соответствуют для межфазного или трехфазного короткого замыкания. схемы .

Если в точке размещения трансформатора нет заземляющего соединения , то эту защиту также можно использовать для защиты от замыканий на землю .

Если ток замыкания на землю равен , ограниченному импедансом , обычно невозможно установить для порогового значения тока на значение, меньшее, чем ограничивающий ток.

Эта защита подключена к трансформаторам тока CT (трансформаторы тока ) на с обеих сторон трансформатора ( первичная и вторичная ), как показано на рисунке 1.

Использование дифференциальной защиты трансформатора создает некоторые проблемы, которые необходимо учитывать:

Проблема , связанная с коэффициентом трансформации и методом соединения

Первичный и вторичный токи имеют разная амплитуда из-за коэффициента трансформации и разные фазы в зависимости от метода связи (трансформатор треугольник-звезда обеспечивает сдвиг фазы на 30 °).Следовательно, измеренные значения тока должны быть скорректированы таким образом, чтобы сравниваемые сигналы были равны во время нормальной работы.

Этот выполняется с использованием согласующих вспомогательных трансформаторов, роль которых заключается в балансировке амплитуд и фаз.

Когда одна сторона трансформатора соединена звездой с заземленной нейтралью, согласующие трансформаторы на этой стороне соединяются треугольником, так что остаточные токи, которые будут обнаружены при возникновении замыкания на землю вне трансформатора, будут очищено.

На рисунке 16 показан пример подключения дифференциальной защиты с использованием согласующих вспомогательных трансформаторов .

Рисунок - Схема дифференциальной защиты трансформатора

В настоящее время при использовании электронных и микропроцессорных устройств защиты эта компенсация осуществляется с помощью программного обеспечения .

Функция защиты основана на коэффициенте трансформации « n », который может быть выражен уравнением:

n = (U 1 / U 2 ) = (I 2 / I 1 )

( U 1 : первичное напряжение; U 2 : вторичное напряжение; I 1 : первичный ток; I 2 : вторичный ток).

Вышеупомянутое соотношение является следствием уравнения номинальной мощности ( S ) трансформатора:

S = √3 x U 1 x I 1 = √3 x U 2 x I 2

Проблема , связанная с пусковым током трансформатора

Трансформатор переключение тока очень высокое от 8 до 15 I n ), который проходит только через первичную обмотку и длится несколько десятых секунды .

Это - это , таким образом, определяется защитой как дифференциальный ток и длится намного дольше, чем время срабатывания защиты ( 30 мс ). Обнаружение, основанное только на разнице между первичным и вторичным токами трансформатора , вызовет активацию защиты . Следовательно, защита должна иметь возможность различать дифференциальный ток, вызванный неисправностью, и дифференциальный пусковой ток .

Опыт показал, что волна пускового тока содержит не менее 20% из составляющих второй гармоники ( ток на частоте из 100 Гц ), в то время как этот процент никогда не превышает , чем 5% при возникновении перегрузки по току из-за неисправности внутри трансформатора .

Следовательно, защита должна быть просто заблокирована , когда процентное соотношение второй гармоники по отношению к основной гармонической составляющей (ток при 50 Гц ) выше, чем 15% , i.е. , « I 2 / I 1 > 15% ».

Проблема , относящаяся к току намагничивания при возникновении перенапряжения внешнего происхождения

Ток намагничивания , или ток возбуждения , равен току, протекающему через первичную обмотку силового трансформатора , когда к вторичной обмотке не подключены нагрузки; этот ток устанавливает магнитное поле в сердечнике и обеспечивает энергию для потерь мощности без нагрузки в сердечнике . Он отвечает за « потерь в железе ».

Ток намагничивания составляет разность между первичным и вторичным токами трансформатора. Таким образом, ток определяется дифференциальной защитой как ток короткого замыкания, даже если он не связан с ошибкой .

В нормальных рабочих условиях этот ток намагничивания равен очень низкий и не достигает порога срабатывания защиты .

Однако, когда происходит перенапряжение вне трансформатора , магнитный материал насыщает (в целом трансформаторы рассчитаны на работу в пределе насыщения для номинального напряжения питания ), а намагничивание текущее значение значительно увеличивает . Таким образом, порог срабатывания защиты может быть достигнут .

Опыт показал, что намагничивающий ток из-за магнитного насыщения имеет высокую частоту составляющих пятой гармоники (ток на частоте из 250 Гц ).

Дифференциал трансформатора поэтому требует довольно сложных функций, так как он должен иметь возможность измерять ток второй и пятой гармоник или, чтобы избежать измерения токов пятой гармоники, он должен уметь обнаруживать перенапряжения внешнего происхождения.

Характеристики дифференциальной защиты трансформатора связаны с трансформатором Технические характеристики :

  • Коэффициент трансформации
  • Группа векторов
  • 9000ush6
  • 9000ush6
  • Постоянный ток намагничивания
Защита от перегрузки по току

Трансформаторы среднего напряжения с номинальной мощностью от до 2.5 MVA обычно защищены только от сверхтоков с помощью реле максимального тока.

  • Трехфазное или межфазное короткое замыкание, мгновенное ( код ANSI / IEEE / IEC 50 ).
  • Трехфазное или междуфазное короткое замыкание с выдержкой времени ( ANSI / IEEE / IEC, код 51 ).
  • Короткое замыкание фазы на землю, мгновенное ( код ANSI / IEEE / IEC 50N ).
  • Короткое замыкание фазы на землю, с задержкой по времени ( код ANSI / IEEE / IEC 51N ).

Этот комплект защиты используется на трансформаторах высокого и среднего напряжения с номинальной мощностью выше 3-4 МВА в качестве « резервной » защиты в дополнение к дифференциальная защита .

В некоторых установках и сетях трансформаторы МВ с номинальной мощностью до 630 кВА может быть защищен от сверхтоков с помощью предохранителей , связанных с выключателями-разъединителями , как показано на рисунке 2.

В этих ситуациях выключатели-разъединители должны иметь отключающую катушку , чтобы обеспечить срабатывание встроенных защит трансформаторов .

Рисунок 2 - Выключатель-разъединитель, связанный с предохранителями

Предохранители должны иметь механическую защелку , чтобы указывать на сплавление и вызывать трехполюсное размыкание выключателя-разъединителя , чтобы исключить работу установки только с двумя фазами .

Производители предоставляют таблиц для выбора номинального тока предохранителя , принимая во внимание номинальное напряжение и мощность , как показано в таблице 1, в соответствии со стандартами IEC .

Таблицы различаются от производителя к производителю , в соответствии с используемыми стандартами , рекомендуется использовать по таблице, предоставленной выбранным производителем .

Таблица 1 - Номинальный ток предохранителей для защиты силовых трансформаторов

Номинальная мощность трансформатора

(кВА)

Напряжение сети (кВ)
6-7. 2 10-12 15-17,5 20-24 30-36
Номинальный ток предохранителя (А)
50 10 -16 10 6,3 - 10 6,3 4 - 6,3
100 16-31,5 16-25 16 10 6,3 - 10
125 20-40 16 - 31.5 20 10–16 6,3–10
160 31,5–50 20–31,5 20–25 16–20 10–16
200 31,5-63 25-40 20-31,5 16-20 10-16
250 40-80 25-40 31,5 16-25 10 - 20
315 50-100 31.5-50 31,5 - 50 16-25 16-25
400 63-100 40-63 31,5 - 63 20-40 16-25
500 80-125 50-80 40-80 25-50 20-31,5
630 100-160 63-100 63-100 31,5 - 63 20-40
800 125-160 80-125 63-100 40-63 25-50
1000 160-200 100-160 100 50-80 31. 5-50
1250 250 160 125 80 50

Ограниченная защита от замыканий на землю

Ограниченная защита от замыканий на землю ( ANSI) / IEC code 64G / 64REF ) используется в качестве дополнения к или для замены дифференциальной защиты для замыканий обмоток на землю .

Внешнее повреждение на стороне звезды приведет к тому, что тока будет течь в линейном трансформаторе тока затронутой фазы , и в то же время балансирующий ток протекает в трансформаторе тока нейтрали , следовательно, , следовательно, результирующий ток в реле равен нулю .

Таким образом, эта защита не сработает при внешнем замыкании на землю . Но во время внутренней неисправности трансформатор тока нейтрали передает только ток дисбаланса и срабатывание из срабатывает защита .

Эта схема ограниченной защиты от замыканий на землю является очень чувствительной для внутреннего замыкания на землю силового трансформатора.Схема защиты на сравнительно дешевле , чем схема дифференциальной защиты .

Ограниченная защита от замыканий на землю предусмотрена в силовом трансформаторе для обнаружения внутреннего замыкания на землю трансформатора . В этой схеме вторичная обмотка ТТ каждой фазы силового трансформатора соединены вместе , как показано на рисунке 3.

между тремя фазами силового трансформатора, результирующий ток дисбаланса протекает через замкнутый путь , подключенный к общим выводам вторичной обмотки ТТ.

Ток дисбаланса будет также протекать через нейтраль силового трансформатора и, следовательно, будет вторичный ток в нейтрали ТТ из-за этого тока дисбаланса нейтрали .

В ограниченном замыкании на землю схеме общие выводы фазного ТТ подключены к вторичной обмотке нейтрали ТТ таким образом, что вторичный ток небаланса фаз ТТ и вторичная текущий из Нейтральный CT будет противостоять друг другу .

Если эти оба тока равны по амплитуде , то не будет , какой-либо результирующий ток будет циркулировать через упомянутый закрытый путь . ограниченная защита от замыканий на землю защита подключается к этому закрытому пути . Следовательно, реле не будет реагировать на даже при несимметричном фазном токе силового трансформатора .

Защита от перегрузки

Основной критерий для нагрузки трансформатора - это температура самой горячей точки твердой изоляции ( горячей точки ). Оно не должно превышать предписанное значение , чтобы избежать повреждений изоляции. , так как l нагрузочная способность силовых трансформаторов ограничена в основном температурой обмотки .

Температура твердой изоляции является основным фактором старения трансформатора.

При температуре и времени целлюлозная изоляция проходит процесс деполимеризации . По мере того, как целлюлозная цепь становится короче , механические свойства бумаги , такие как прочность на разрыв и эластичность , ухудшаются на .В конце концов бумага становится хрупкой и не способна выдерживать силы короткого замыкания и , даже нормальные колебания , которые являются частью срока службы трансформатора. Эта ситуация характеризует по окончании срока службы твердой изоляции . Так как это нереверсивный , он также определяет конец срока службы трансформатора .

Перегрузки трансформатора могут возникать во время аварийных условий , которые являются результатом одного, двух или различных элементов системы, изолированных от источника питания системы .Они также могут возникать, когда трансформаторов уже подключены к 80% -90% из их полной паспортной таблички с рейтингом и требуется дополнительная мощность , особенно в жаркое лето .

Традиционно реле максимального тока с обратнозависимой выдержкой времени (кривая с обратнозависимой выдержкой времени , - это , характеризующаяся обратным изменением тока со временем , как показано на рисунке 4) для защиты от перегрузки , , но Сложность заключается в том, что трансформаторы обычно находятся на открытом воздухе, где температура окружающей среды влияет на их нагрузочную способность , и, следовательно, оптимальные настройки срабатывания таких реле .

Рисунок 4 - Обратно-временная характеристика

Однако, для силовых трансформаторов с жидкостным погружением , температура горячей точки обмотки является важным фактором в долгосрочном сроке службы трансформатора .

Температура изоляционного масла составляет в зависимости от температуры обмотки и используется для обозначения рабочих условий трансформатора . Многие числовые реле защиты трансформаторов , доступные сегодня , включают функции защиты , которые работают при температурах изоляционного масла , рассчитанном с потерей ресурса из-за высокой температуры масла и прогнозируемых температурах масла из-за нагрузки .

Эти типы функций обычно не применяются , но современные методы эксплуатации энергосистем пытаются максимально использовать силовых трансформаторов , что может увеличить возникновение условий перегрева и старения трансформатора . Условия перегрева и ускоренное старение - это неблагоприятных системных событий , которые должны быть идентифицированы и защищены от .

Наиболее распространенной функцией, обеспечиваемой тепловой защитой силовых трансформаторов, является тепловая перегрузка (код ANSI / IEEE / IEC 49 ) функция .

Используемая тепловая мощность рассчитывается по математической модели, которая учитывает:

  • Ток действующее значение значений
  • Температура окружающей среды
  • Ток обратной последовательности.

Защита выдает команду на отключение , когда повышение температуры E , рассчитанное на основе измерения эквивалентного тока I eq , на больше уставки E s .

Время срабатывания защиты равно , установленному на постоянной времени T .

Функция защиты от тепловой перегрузки может использоваться для защиты оборудования с двумя режимами работы , например трансформаторов с двумя режимами вентиляции , с принудительной вентиляцией или без ( ONAN / ONAF ).

Молниезащита

Молниезащита силовых трансформаторов достигается с помощью разрядников , установленных в баке трансформатора , как показано на рисунке 5.

Рисунок 5 - Ограничитель перенапряжения

Наиболее распространенные ОПН - это нелинейные металлооксидные резисторы типа в корпусе из фарфора или силиконовой резины , которые устанавливаются параллельно защищаемому объекту и соединяются с землей сетка .

Сопротивление нелинейных резисторов равно обратно пропорционально току , то есть сопротивление высокое для текущих рабочих значений и очень низкое для больших токов грозового разряда .

Система противопожарной защиты трансформаторов

Мы уже обсуждали это подробно в нашем предыдущем посте «Система противопожарной защиты трансформаторов - причины, типы и требования ».

Об авторе: Мануэль Болотинья
- Дипломированный специалист в области электротехники - Энергетика и энергетические системы (1974 - Высший технический институт / Лиссабонский университет)
- Магистр электротехники и вычислительной техники (2017 - Факультет электросвязи и технологий / Nova University of Lisbon)
- старший консультант по подстанциям и энергосистемам; Профессиональный инструктор

Похожие сообщения:

Лучшая защита от перегрузки цепи - Отличные предложения по защите от перегрузки цепи от продавцов глобальной защиты от перегрузки цепи

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для защиты от перегрузки цепи. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая защита от перегрузки в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили защиту от перегрузки цепи на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в защите от перегрузки цепи и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести circuit overload protection по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Лучшая защита от перегрузки постоянного тока - Отличные предложения по защите от перегрузки постоянного тока от глобальных продавцов средств защиты от перегрузки постоянного тока

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для защиты от перегрузки постоянного тока. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая защита от перегрузки постоянного тока в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили защиту от перегрузки постоянного тока на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в защите от перегрузки постоянного тока и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести dc overload protection по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *