תמיכה במגבילי זרם וכורי דיכוי קשת
כורים מגבילי זרם נועדו להגביל את זרמי הקצר ולשמור על רמה מסוימת של מתח פסים במקרה של תקלה מאחורי הכורים.
כורים משמשים בתחנות משנה בעיקר עבור רשתות 6-10 קילו וולט, לעתים רחוקות יותר עבור מתח 35 קילו וולט. הכור הוא סליל ללא ליבה, ההתנגדות האינדוקטיבית שלו אינה תלויה בזרם הזורם. השראות כזו כלולה בכל שלב של רשת תלת פאזית. ההתנגדות האינדוקטיבית של הכור תלויה במספר הפניות שלו, בגודל, במיקום היחסי של השלבים ובמרחקים ביניהם. התנגדות אינדוקטיבית נמדדת באוהם.
בתנאים רגילים, כאשר זרם העומס עובר דרך הכור, אובדן המתח בכור אינו עולה על 1.5-2%. עם זאת, כאשר זרם הקצר זורם, ירידת המתח על פני הכור עולה בחדות. במקרה זה, המתח השיורי של האוטובוסים של תחנת המשנה לכור חייב להיות לפחות 70% מהמתח הנומינלי.זה הכרחי כדי לשמור על פעילות יציבה של המשתמשים האחרים המחוברים לאוטובוסי התחנות. ההתנגדות הפעילה של הכור קטנה, ולכן אובדן ההספק הפעיל בכור הוא 0.1-0.2% מההספק העובר דרך הכור במצב רגיל.
בנקודת המיתוג, מבחינים בין כורים ליניאריים לכורים חתכים המחוברים בין קטעי פס. בתורו, כורים ליניאריים יכולים להיות בודדים (איור 1, א) - עבור קו אחד וקבוצה (איור 1, ב) - עבור מספר קווים. התכנון מבחין בין כורים בודדים וכפולים (איור 1, ג).
פיתולי הכור עשויים בדרך כלל מחוט מבודד תקוע - נחושת או אלומיניום. עבור זרמים מדורגים של 630 A ומעלה, פיתול הכור מורכב ממספר ענפים מקבילים. בייצור הכור, הפיתולים נפצעים על מסגרת מיוחדת ואז יוצקים אותם בבטון, המונע את תזוזה של הסיבובים תחת פעולת כוחות אלקטרודינמיים כאשר זורמים זרמי קצר חשמלי. חלק הבטון של הכור צבוע למניעת חדירת רטיבות. כורים המותקנים בחוץ נתונים להספגה מיוחדת.
אורז. 1. תוכניות להכללת כורים מגבילי זרם: א - כור בודד בודד לקו אחד; ב - כור יחידה קבוצתית; עם - כור כפול של קבוצה
כדי לבודד כורים של שלבים שונים זה מזה וממבנים מקורקעים, הם מותקנים על מבודדי חרסינה.
יחד עם כורים בודדים, כורים כפולים מצאו יישום. בניגוד לכורים בודדים, לכורים כפולים יש שתי פיתולים (שתי רגליים) בכל שלב. לפיתולים יש כיוון אחד של סיבובים.ענפי הכור עשויים לאותם זרמים ובעלי אותה השראות. מקור מתח (בדרך כלל שנאי) מחובר למסוף המשותף ועומס מחובר למסופי הסניף.
בין הענפים של שלב הכור קיים צימוד אינדוקטיבי המאופיין בהשראות הדדית M. במצב רגיל, כאשר זורמים זרמים שווים בקירוב בשני הענפים, אובדן המתח בכור כפול עקב אינדוקציה הדדי קטן יותר מאשר בכור רגיל עם אותה התנגדות השראות. נסיבות אלו מאפשרות להשתמש ביעילות בכור כפול ככור אצווה.
עם קצר חשמלי באחד מענפי הכור, הזרם בענף זה הופך גבוה בהרבה מהזרם בסניף השני ללא פגיעה, במקרה זה השפעת האינדוקציה ההדדית פוחתת והשפעת הגבלת זרם הקצר היא נקבע בעיקר על ידי ההתנגדות האינדוקטיבית המובנית על ענף הכור.
במהלך הפעלת הכורים בודקים אותם. במהלך הבדיקה נותנים תשומת לב למצב המגעים בנקודות החיבור של האוטובוסים לפיתולי הכור לפי הצבעים הכהים, הסרטים התרמיים המחוונים, מצב הבידוד המתפתל ונוכחות דפורמציה של הסיבובים, למידת האבק ושלמות המבודדים התומכים וחיזוקם, למצב של ציפוי בטון ולכה.
הרטבת הבטון והפחתת ההתנגדות שלו מסוכנים במיוחד במקרה של קצר חשמלי ומתח יתר ברשת עקב חפיפה אפשרית והרס של פיתולי הכור. בתנאי הפעלה רגילים, התנגדות הבידוד של פיתולי הכור לאדמה צריכה להיות לפחות 0.1 MΩ.נבדקת הפונקציונליות של מערכות הקירור (האוורור) של הכורים. אם מתגלה תקלת אוורור, יש לנקוט באמצעים להפחתת העומס. העמסת יתר של כורים אסורה.
כורי דיכוי קשת.
אחת התקלות הנפוצות ביותר ברשת החשמל היא הארקה של חלקים חיים של מתקן חשמלי. ברשתות 6-35 קילו וולט, נזק מסוג זה מהווה לפחות 75% מכלל הנזק. בסגירה; לאדמה של אחד הפאזות (איור 2) של רשת חשמלית תלת פאזית הפועלת עם נייטרלי מבודד, המתח של שלב C הפגוע ביחס לאדמה הופך לאפס, ושני השלבים האחרים A ו-B עולים ב- פי 1.73 (עד מתח רשת). ניתן לנטר זאת על ידי מדי המתח לניטור בידוד הכלולים בפיתול המשני של שנאי המתח.
אורז. 2. תקלת פאזה-אדמה ברשת חשמלית תלת פאזית עם פיצוי של זרמים קיבוליים: 1-פיתול של שנאי כוח; 2 - שנאי מתח; 3 - כור דיכוי קשת; H - ממסר מתח
הזרם של שלב C הפגוע הזורם דרך נקודת הארקה שווה לסכום הגיאומטרי של הזרמים של שלבים A ו-B:
שבו: Ic - זרם שבר אדמה, A; Uf - מתח פאזה ברשת, V; ω = 2πf-תדר זוויתי, s-1; C0 הוא קיבול הפאזה ביחס לקרקע, ליחידת אורך של הקו, μF / ק"מ; L הוא אורך הרשת, ק"מ.
ניתן לראות מהנוסחה שככל שאורכה של הרשת גדול יותר, כך גדל ערך זרם שבר האדמה.
תקלה בין פאזה לאדמה ברשת עם נייטרלי מבודד אינה מפריעה לפעולת הצרכנים, שכן הסימטריה של מתחי הקו נשמרת.בזרמי IC גדולים, תקלות הארקה עשויות להיות מלוות בהופעת קשת קוטעת במקום התקלה. תופעה זו, בתורה, מובילה לכך שמתח יתר של עד (2.2-3.2) Uf מופיעים ברשת.
בנוכחות בידוד מוחלש ברשת, מתחי יתר כאלה עלולים לגרום להתמוטטות בידוד ולקצר שלב פאזה. בנוסף, האפקט המיינן התרמי של קשת חשמלית הנובעת מתקלת אדמה יוצרת סיכון לתקלות שלב לשלב.
בהתחשב בסכנה של תקלות אדמה ברשת עם נייטרלי מבודד, נעשה שימוש בפיצוי של זרם תקלת האדמה הקיבולי באמצעות כורי דיכוי קשת.
עם זאת, מחקר וניסיון תפעולי מראים שמומלץ להשתמש בכורי דיכוי קשת ברשתות של 6 ו-10 קילו וולט גם עם זרמי תקלת אדמה קיבוליים המגיעים ל-20 ו-15 A, בהתאמה.
הזרם הזורם דרך פיתול כור דיכוי הקשת נוצר כתוצאה מפעולת מתח ההטיה הנייטרלי. זה, בתורו, מתרחש בניוטרל כאשר שלב מקוצר לאדמה. הזרם בכור הוא אינדוקטיבי ומכוון כנגד זרם תקלת האדמה הקיבולי. בדרך זו מפוצה הזרם במיקום שבר האדמה, מה שתורם להכחדה מהירה של הקשת. בתנאים כאלה, רשתות אוויר וכבלים יכולות לפעול לאורך זמן עם תקלת פאזה לאדמה.
השינוי בהשראות, בהתאם לתכנון של כור דיכוי הקשת, נעשה על ידי החלפת הענפים המתפתלים, שינוי הפער במערכת המגנטית, הזזת הליבה עם זרם ישר.
כורים מסוג ZROM מיוצרים עבור מתח 6-35 קילו וולט.לסלילה של כור כזה יש חמישה סניפים. במערכות חשמל מסוימות מיוצרים כורי דיכוי קשת, שהשראתם משתנה על ידי שינוי הפער במערכת המגנטית (לדוגמה, כורים מסוג KDRM, RZDPOM למתח 6-10 קילוואט, בקיבולת 400 -1300 kVA)
אורז. 3. ערכת פיתולים של כור דיכוי קשת מסוג RZDPOM (KDRM): A - X - פיתול ראשי; a1 - x1 - סליל בקרה 220 V; a2 — x2 — סליל אות 100 V, 1A.
כורי דיכוי קשת מסוג דומה, המיוצרים ב-GDR, צ'כוסלובקיה ומדינות נוספות, פועלים ברשתות חשמל. מבחינה מבנית, כורי דיכוי קשת מסוג KDRM, RZDPOM מורכבים ממעגל מגנטי תלת שלבי ושלוש פיתולים: אספקת חשמל, בקרה ואות. התרשים המתפתל מוצג באיור. 3. כל הפיתולים ממוקמים על הרגל האמצעית של המעגל המגנטי תלת השלבים.
אורז. 4. סכמטיות להכללת כורי דיכוי קשת
המעגל המגנטי עם סלילים ממוקם במיכל שמן שנאי. המוט האמצעי עשוי מחלק אחד קבוע ושני חלק נע, ביניהם נוצרים שני מרווחי אוויר מתכווננים.
בסליל החשמל, מסוף A מחובר למסוף הנייטרלי של שנאי הכוח, מסוף X מקורקע דרך השנאי הנוכחי. סליל הבקרה a1 - x1 מיועד לחבר ווסת כור דיכוי קשת (RNDC).
סליל האות a2-x2 משמש לחיבור אליו התקני בקרה ומדידה. התאמה של כור דיכוי הקשת מתבצעת באופן אוטומטי באמצעות כונן חשמלי. הגבלת התנועה של החלקים הנעים של המעגל המגנטי נעשית על ידי מתגי הגבלה.דיאגרמות מעגל עבור כורי דיכוי קשת מוצגים באיור.
באיור. 4a מציג מעגל אוניברסלי המאפשר לחבר כורי דיכוי קשת לכל אחד מהשנאים. באיור. 4b, כורי דיכוי הקשת כלולים בסעיף משלו. הספק של כור דיכוי הקשת נבחר על סמך הפיצוי של זרם האדמה הקיבולי של הרשת המסופק על ידי קטע פס המסילה הרלוונטי.
מנתק מותקן על כור דיכוי הקשת כדי לכבות אותו במהלך התאוששות ידנית. זה לא מקובל להשתמש במתג במקום במנתק, שכן כיבוי שגוי של כור דיכוי הקשת על ידי מתג במהלך הארקה ברשת תוביל לעלייה בזרם בנקודת ההארקה, מתח יתר ברשת, נזק לרשת. בידוד של מתפתל הכור, קצר שלב.
ככלל, מדכאי קשת מחוברים לנייטרליים של שנאים שיש להם ערכת חיבור כוכב-דלתא, אם כי יש סכימות חיבור אחרות (בחלק הנייטרלי של גנרטורים או מפצים סינכרוניים).
הספק של שנאים שאין להם עומס בפיתול המשני ומשמשים לחיבור כורי קשתות לנייטרלי שלהם נבחר שווה להספק של כור דיכוי הקשת. אם השנאי של כור דיכוי הקשת משמש גם לחיבור העומס אליו, יש לבחור את ההספק שלו פי 2 מהספק של כור דיכוי הקשת.
הגדרת כור דיכוי קשת.באופן אידיאלי, ניתן לבחור כך שזרם תקלת הארץ יפוצה במלואו, כלומר.
כאשר Ic ו-Ip הם הערכים האמיתיים של הזרמים הקיבוליים של הארקה ברשת וזרם הכור לדיכוי הקשת.
הגדרה זו של כור דיכוי הקשת נקראת תהודה (תהודה של זרמים מתרחשת במעגל).
הסדרת הכור עם פיצוי יתר מותרת כאשר
במקרה זה, זרם תקלת הארץ לא יעלה על 5 A ומידת הניתוק
אינו עולה על 5%. מותר להגדיר כורי דיכוי קשת חסרי פיצוי ברשתות כבלים וברשתות עיליות, אם חוסר איזון חירום כלשהו ביכולות הפאזה של הרשת אינו מוביל להופעת מתח הטיה ניטרלי הגבוה מ-0.7 Uph .
ברשת אמיתית (במיוחד ברשתות אוויריות) יש תמיד אסימטריה של קיבול הפאזה ביחס לאדמה, בהתאם למיקום המוליכים על התומכים ופיזור קבלי הצימוד של הפאזות. אסימטריה זו גורמת להופעת מתח סימטרי על הנייטרלי. מתח חוסר איזון לא יעלה על 0.75% Uph.
הכללת כור דיכוי קשת בניוטרל משנה באופן משמעותי את הפוטנציאלים של השלבים הנייטרליים ושל הרשת. מתח הטיה נייטרלי U0 מופיע על הנייטרלי עקב נוכחות אסימטריה ברשת. בהיעדר הארקה ברשת, מתח הסטייה הנייטרלי מותר לא גבוה מ-0.15 Uph למשך זמן רב ו-0.30 Uph למשך שעה.
עם כוונון התהודה של הכור, מתח ההטיה של הנייטרלי יכול להגיע לערכים השווים למתח הפאזה Uf.זה יעוות את מתחי הפאזה ואפילו ייצור אות הארקה שגוי. במקרים כאלה, נטרול מלאכותי של כור דיכוי הקשת מאפשר להפחית את מתח ההטיה הנייטרלי.
כוונון התהודה של כור דיכוי הקשת עדיין אופטימלי. ואם עם הגדרה כזו מתח הסטייה הנייטרלי גדול מ-0.15 Uph ומתח חוסר האיזון גדול מ-0.75 Uph, יש לנקוט צעדים נוספים כדי להשוות את הקיבולת של שלבי הרשת על ידי טרנספוזיציה של החוטים וחלוקה מחדש של קבלי הצימוד על פני הרשת. שלבים.
במהלך ההפעלה נבדקים כורי דיכוי קשת: בתחנות עם אנשי תחזוקה קבועים פעם ביום, בתחנות ללא אנשי תחזוקה - לפחות פעם בחודש ולאחר כל תקלת אדמה ברשת. בעת הבדיקה יש לשים לב למצב המבודדים, לניקיון שלהם, להיעדר סדקים, שבבים, למצב האטמים והיעדר נזילות שמן וכן למפלס השמן במיכל ההרחבה; על מצב אפיק מדכא הקשת, מחבר אותו לנקודה הנייטרלית של השנאי וללולאת האדמה.
בהיעדר התאמה אוטומטית של הכור לדיכוי הקשת לתהודה, המבנה מחדש שלו מתבצע לפי פקודת השולח, אשר בהתאם לתצורת הרשת המשתנה (לפי טבלה שהודרה קודם לכן), מורה לחובת תחנת המשנה לעבור הסניף בכור.הקצין התורן, לאחר שווידא שאין הארקה ברשת, מכבה את הכור, מתקין עליו את הענף הדרוש ומפעיל אותו באמצעות מנתק.