Solid jordet system for jordfeilbeskyttelse

Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om Solid Earthing System of Earth Fault Protection: - 1. Solid Earthed System of Earth Fault Protection 2. Følsom jordlekkasje.

Solid jordet System of Earth Fault Protection:

I tidligere design, og til og med nå, var de fleste jordlekkasjebeskyttelsessystemer av solidartet type ved hjelp av en kjernebalansetransformator og med startpunktet for sekundærviklingen som vist i figur 7.5.

Prinsippet for dette systemet er at de trefasestrømmer som passerer gjennom kjernebalanstransformatoren til lasten, under normale forhold er balansert, og som sådan blir ingen spenning indusert i sekundærviklingen.

Når en jordfeil utvikler seg, blir denne balansen forstyrret, og som følge derav blir en spenning indusert i sekundærviklingen som deretter aktiverer jordfeilreléet som åpner kontaktene i styrekretsen og dermed åpner kontakten.

"Feilstrømmen" passerer fra transformatorens sekundære vikling, gjennom kjernebalanstransformatoren, til feilen, hvor den passerer til jordlederne langs "returveien" til stjernens punkt på transformatoren. Siden jordlederen er jordet til hovedjordgruven på overflaten av gruven, holdes stjernespissen til transformatoren på jordpotensialet.

I dette systemet er imidlertid en hoved ulempe, som skyldes at det nøytrale punktet er solidt jordet, er uavhengigheten av kretsen under feilbetingelser hovedsakelig begrenset til impedansen av ledere opp til feilen, impedansen til feilen selv og impedansen av returveien.

Impedansen til dirigenten opp til feilen og returveien er naturlig meget lav (mindre enn 0, 5 ohm), og hvis impedansfeilen er lav (dvs. en død kortslutning vil ha nullimpedans) kan det ses at feilstrømmen kunne Vær veldig høy, det vil si flere hundre ampere.

Igjen fra figur 7.5 la vi vurdere et praktisk eksempel på feil. Forutsatt at transformatoren i figur 7.5 opererer ved 550 volt, ville fasespenningen til jord 550 / √3, det vil si 318 volt. La oss da anta feilen til å være en død kortslutning med nullimpedans, og estimere impedansen til ledere og returveien til 0, 25 ohm. Feilstrømmen vil være av størrelsesorden 318/025 = 1272 ampere.

Faktisk, hvis verdien av impedans er lavere, vil strømmen bli enda mye høyere. I praksis bør denne feilen være et resultat av en ødelagt kabel på ansiktet, da vil det oppstå alvorlig gnistdannelse.

På grunn av stor feilstrøm vil det også forekomme alvorlig overoppheting som forårsaker brann, skade på utstyr og / eller muligens alvorlige forbrenninger for alle som er uheldig nok til å være i nærheten av feilen. Det har også blitt lagt merke til at svike jordstrømmer, som følge av store feilstrømmer, også kan tennes detonatoren permanent.

Et annet viktig poeng å merke seg er at når en tung feilstrøm på flere hundre amper, strømmer langs jordlederen, vil det gi en stor potensiell nedgang, selv om lederens impedans kan være mindre enn en ohm.

Siden jordlederen er jordet ut av farvel, vil bytteenden og maskinhuset bli levende, og alle som berører maskinhuset når feilen oppstår, kan observere et sterkt støt.

Denne typen fare er ofte avverget fordi selve maskinen er i kontakt med jorden, og feilstrømmen finner returvei gjennom selve jorden og langs lederen. Ikke desto mindre er fare forbundet med systemet med solidt jordet feilbeskyttelsessystem.

Følsom jordlekkasje:

Følsom jordlekkasje, kjent lettere som SEL-krets, finnes i to former, enten enkeltpunkt eller flerpunkt. I dette systemet, i henhold til spesifikasjonen, bør jordfeilstrømmen ikke overstige 750 mA (mili-ampere).

Imidlertid må man huske på at selv om feilstrømnivået har blitt drastisk redusert, må det forstås at feilstrømmer som kan strømme i de følsomme jordlekkasystemene fremdeles er i stand til å antennes en metan / luftblanding, da kretsene ikke er klassifisert som egentlig trygt.

De grunnleggende prinsippene for enkeltpunkts jordingssystemer ligner de solidartede systemene ved at en kjernebalansetransformator brukes som er mer følsom enn den solidartede typen. Faktisk er hovedforskjellen mellom de to systemene metoden for jording av transformatoren, stjernepunkt, som vist i figur 7.6.

I singelpunkt SEL-systemet settes en impedans mellom stjernespissen og jorden av en slik verdi som å begrense jordfeilstrømmen til maksimalt 750 mA. Selv om dette er den maksimale feilstrømmen som kan strømme, vil jordlekkasje-reléet settes til tur på mellom 80/100 mA, noe som gir en sikkerhetsfaktor på omtrent 7 til 1.

Imidlertid ser vi fra Figur 7.6 en typisk krets av beskyttelsesenhet i et portendipanel. En feil oppdages av en kjernebalansetransformator. Siden feilstrømmen er så liten er graden av ubalanse av strømmer i strømledere svært liten, og bare en svært liten potensialforskjell kan oppnås ved sekundære terminaler.

Denne potensielle forskjellen blir brukt på en elektronisk forsterker som forstyrrer strømmen til et normalt aktivert relé. Relékontaktene åpnes, og dermed bryter pilot- og driftsspolen, slik at kontaktoren åpnes.

Dette systemet er imidlertid iboende diskriminerende. Strømmer i kretser som er parallelle med den defekte kretsen, forblir balansert, slik at det normalt bare kommer kontaktoren i den defekte kretsen ut. Hvis feilen kan isoleres av en gateendekontaktor, vil kontakten normalt gå ut før seksjonsbryteren eller transformatorbryteren bryter.

Fig. 7.6 inneholder også en typisk utkikningskrets. Faktisk er en elektrisk utkikk også innlemmet i et høyt motstands-jordingssystem.

Når kontakten er åpen, er en sekundær transformator koblet mellom jordleder og et kunstig midtpunkt, opprettet av tre impedanser forbundet i stjerne over kraftledningene. En ekstra vikling på kjernebalansetransformatoren er koblet i serie.

Når det er en feil i bakkabelen eller maskinen, er kretsen fullført og strømmen flyter i hjelpevindingen av kjernebasertransformatoren. En utgang er indusert i sekundæret, og dette påføres den elektroniske forsterkeren, som forhindrer reléet fra å tilbakestille. Kontaktoren kan ikke lukkes igjen før feilen er utbedret.

I figur 7.7 er multipunktsystemet vist i et skjematisk diagram. I flerpunktssystemet er punktet isolert helt fra jorden, det vil si at det er en fri nøytral. En falsk nøytral er tilveiebrakt gjennom en falsk nøytral transformator som består av tre spoler viklet på en felles magnetisk kjerne.

Den ene enden av hver spole er koblet til hver av tre utgående faser, mens de andre ender er forbundet sammen for å danne et stjernespunkt. Dette stjernepunktet er da koblet til jord via en feildetekteringskrets med tilstrekkelig impedans for å begrense maksimal feilstrøm til 20 mA. på 550 volt system og til 40 mA. på et 1000 volt system.

Dette nivået av feilstrømmen er i stand til, under alvorlige feilforhold, å strømme i detekteringskretsen til hvert panel av systemet i drift, i øyeblikket oppstår feilen.

For at totalstrømmen som strømmer inn i feilen skal være begrenset til 750 mA, bør antall gate-endebokser i drift på et system til enhver tid begrenses til 750/20 dvs. ca. 37 på 550 volt system og 750/40 dvs. ca. 18 på et 1100 volt system. Dette gir ingen forlegenhet siden det er godt innenfor det vanlige antallet paneler som kreves på et hvilket som helst system.

Følsomheten til flerpunkts-jordlesningsdeteksjonskretser er standardisert på minimum 60 K ohm. Dette betyr at under normale driftsforhold for linjespenning, vil en enkeltfase til jordfeil med en motstand på 60K ohm føre til at panelet går ut på jordfeil ved en maksimal trippestrøm på ca. 3 mA. på et 550 volt system og 6 mA på et 1.100 volt system.

Transformator- og seksjonsbryterbeskyttelsesenheter er satt så nær 60K ohm som det er praktisk, men ikke mindre enn 40K ohm. Gate-end-boksen kontrollenheter er innstilt for å fjerne en jordfeil på under 100 millisekunder (dvs. mindre enn 5 sykluser). En seksjonsbryter er innstilt for å rense mellom 200 og 400 millisekunder og en transformatorstyringsenhet for å fjerne mellom 600 og 800 millisekunder, dvs. mellom 30 og 40 sykluser.

Jordfeilstrømmen, som nevnt ovenfor, vil krysse hver deteksjonskrets i hvert panel på systemet i drift når feilen oppstår. Det kan derfor forventes at hvert slikt panel vil gå ut på jordfeil. Det er derfor viktig at panelet som mater feilapparatet, forhindres i å bli påført igjen på feilen.

For dette formålet er det gitt en utkikningskrets som låser panelet ut og hindrer at det startes igjen til feilen er slettet. Alle andre paneler på systemet kan omstartes umiddelbart, og dermed begrense produksjonsforstyrrelsen til et minimum.

Fig. 7.7 viser grunnkretsen til en beskyttelsesenhet i et gate-endepanel. Kontaktene til jordfeilreléet er normalt åpne, slik at pilotkretsen kun kan fylles ut når reléet er aktivert. Reléet er normalt aktivert av en sekundær av pilotkretstransformatoren via den elektroniske forsterkeren. Dens kontakter, derfor lukker og klargjør pilotkretsen når strøm er koblet til panelbussen.

Hvis en feil oppstår, og strømmen strømmer i feildeteksjonsimpedansen, oppstår en potensiell forskjell over impedansen. Denne potensielle forskjellen blir brukt på den elektroniske forsterkeren. Forsterkerutgangen forstyrrer jordfeilrelékretsen, slik at reléet slås av, kontakterne bryter pilkretsene og kontakten åpnes.

Den elektriske utkrekningskretsen som kreves for parallell diskriminering er inkludert i figur 7.7. Kredsløpet er anordnet slik at sekundærtransformatorviklingen kobles mellom den stjernede impedansen og feilsøkingsimpedansen når kontakten er åpen. Metoden for å gjøre tilkoblingen avhenger av enhetens fabrikat. I diagrammet vises hjelpekontakter som drives av kontaktoremekanismen.

Når det oppstår en feil i bakkabelen eller maskinen, blir en krets fullført så snart kontaktoren åpner, og strømmen flyter i feildeteksjonsimpedansen akkurat som det ville hvis en feilstrøm strømmer. En potensiell forskjell blir matet til den elektroniske forsterkeren som forhindrer at reléet blir energisert og tilbakestilt.

Deretter når sperren er i drift, går strømmen gjennom feilen, noe som godt kan bli utsatt. Av denne grunn krever låsekretsen å være egentlig sikker. Når jordlekkasjen har fungert, kommer en mekanisk sperre i drift som låses ut av porten og kan kun tilbakestilles av en elektriker med en spesialnøkkel etter at feilen er fjernet.