Solidt jordet system af jordfeilbeskyttelse

Efter at have læst denne artikel vil du lære om Solid Earthed Earth System Fault Protection: - 1. Solid Earthed System of Earth Fault Protection 2. Følsom Jordlækage.

Solidt jordet system af jordfejlbeskyttelse:

I tidligere udformninger og selv nu var de fleste af jordlækagebeskyttelsessystemerne af den solidt jordede type under anvendelse af en kernebalancetransformator og med startpunktet for sekundærviklingen som vist i figur 7.5.

Princippet i dette system er, at de trefasestrømme, som passerer gennem kernebalancetransformatoren til belastningen, under normale forhold er afbalanceret, og som sådan induceres ingen spænding i sekundærviklingen.

Når en jordfejl udvikler sig, bliver denne balance forstyrret, og som følge heraf induceres en spænding i sekundærviklingen, som efterfølgende aktiverer jordfejlrelæet, der åbner kontakterne i styrekredsen og således åbner kontaktoren.

"Fejlstrømmen" passerer fra transformatorens sekundære vikling gennem kernebalancetransformatoren til fejlen, hvor den passerer til jordlederne langs "returvej" til transformatorens stjernespunkt. Da jordlederen er jordet til hovedjordgrubet på minens overflade, holdes transformatorens stjernespids ved jordpotentiale.

I dette system er der imidlertid en væsentlig ulempe, hvilket skyldes, at det neutrale punkt er solidt jordet, er kredsløbets uafhængighed under fejlbetingelser hovedsageligt begrænset til ledernes impedans op til fejlen, impedansen af fejlen selv og impedansen af ​​returvejen.

Ledernes impedans op til fejlen og returvejen er naturligvis meget lav (mindre end 0, 5 ohm), og hvis impedansfejlen er lav (dvs. en død kortslutning ville have nullimpedans) kan det ses, at fejlstrømmen kunne Vær meget høj, dvs. flere hundrede ampere.

Igen fra figur 7.5 skal vi overveje et praktisk eksempel på fejl. Under forudsætning af at transformeren i figur 7.5 fungerer ved 550 volt, ville fasespændingen til jorden være 550 / √3, dvs. 318 volt. Så lad os antage, at fejlen er en død kortslutning med nulimpedans og estimering af ledernes impedans og returvej til 0, 25 ohm. Fejlstrømmen ville være af størrelsesordenen 318/025 = 1272 ampere.

Faktisk, hvis værdien af ​​impedans er lavere, vil strømmen være endnu meget højere. I praksis bør denne fejl skyldes et beskadiget kabel på ansigtet, og der vil forekomme alvorlig incendiv gnistning.

På grund af den store fejlstrøm vil der også forekomme alvorlig overophedning, der forårsager brand, udstyrsskader og / eller muligvis alvorlige forbrændinger til nogen, der er uheldige nok til at være i nærheden af ​​fejlen. Det er også blevet bemærket, at stray jordstrømme, som følge af tunge fejlstrømme, også kan tænde detonatoren permanent.

Et andet vigtigt punkt at bemærke er, at når en tung fejlstrøm på flere hundrede ampere strømmer langs jordlederen, ville det producere et stort potentialetab, selv om ledernes impedans kan være mindre end en ohm.

Da jordlederen er jordet farvel, vil in-end-enden og maskinens kabinett blive levende, og enhver, der rører ved maskinkappen, når fejlen opstår, kunne observere et alvorligt stød.

Denne type fare er almindeligvis afværget, fordi maskinen selv er i kontakt med jorden, og fejlstrømmen finder returvej gennem selve jorden såvel som langs lederen. Ikke desto mindre er fare forbundet med systemet med solidt jordet fejlbeskyttelsessystem.

Følsom jordlækage

Følsom jordlækage, der er lettere kendt som SEL-kredsløb, findes i to former, enten enkeltpunkt eller flerpunkt. I dette system bør jordfejlstrømmen ifølge specifikationen ikke overstige 750 mA (mili-ampere).

Der skal dog mindes om, at selv om fejlstrømniveauet er reduceret drastisk, skal det forstås, at de fejlstrømme, som kan strømme i de følsomme jordlækagesystemer, stadig er i stand til at antænde en metan / luftblanding, da kredsløbene ikke er klassificeret som egentligt sikkert.

De grundlæggende principper for single point jordingssystemer ligner de solidt jordede systemer, idet en kernebalancetransformator anvendes, der er mere følsom end den solidt jordede type. Faktisk er den væsentligste forskel mellem de to systemer fremgangsmåden til jordning af transformatoren, stjernepunkt, som vist i figur 7.6.

I etpunkts-SEL-systemet indsættes en impedans mellem stjernens punkt og jord med en sådan værdi, at den begrænser jordfejlstrømmen til maksimalt 750 mA. Selv om dette er den maksimale fejlstrøm, der kan strømme, vil jordlækage-relæet blive indstillet til tur på mellem 80/100 mA, hvilket giver en sikkerhedsfaktor på ca. 7 til 1.

Imidlertid ser vi fra Fig. 7, 6 et typisk kredsløb af beskyttelsesenhed i en gate endepanel. En fejl registreres af en kernebalance transformer. Da fejlstrømmen er så lille, er graden af ​​ubalance af strøm i strømledere meget lille, og kun en meget lille potentialeforskel kan opnås ved sekundære terminaler.

Denne potentielle forskel anvendes på en elektronisk forstærker, der afbryder strøm til et normalt aktiveret relæ. Relækontakterne åbnes, således at piloten og driftskredsløbene brydes, så kontaktoren åbnes.

Dette system er imidlertid iboende diskriminerende. Strømninger i kredsløb parallelt med det defekte kredsløb forbliver afbalancerede, således at normalt kun kontaktoren i det defekte kredsløb rejser ud. Hvis fejlen kan isoleres af en gate endekontaktor, vil kontakten normalt gå ud, før sektionsbryderen eller transformatorens kredsløb går i stykker.

Figur 7.6 indeholder også et typisk udkigningskredsløb. Faktisk er et elektrisk udseende også indarbejdet i et højmodstands-jordingssystem.

Når kontakten er åben, er en sekundær transformer forbundet mellem jordleder og et kunstigt centralt punkt, der er skabt af tre impedanser, der er forbundet i stjerne over kraftledningerne. En hjælpevinding på kernebalancetransformatoren er forbundet i serie.

Når der er en fejl i det efterfølgende kabel eller maskine, er kredsløbet afsluttet, og strømmen strømmer i hjælpevindingen af ​​kernebalancetransformatoren. En udgang induceres i sekundæret, og dette anbringes på den elektroniske forstærker, hvilket forhindrer relæet fra at genindstille. Kontaktoren kan ikke lukkes igen, før fejlen er afhjulpet.

I figur 7.7 er multipunktsystemet vist i et skematisk diagram. I multipunktssystemet er punktet isoleret helt fra jorden, dvs. det er en fri neutral. En falsk neutral er tilvejebragt gennem en falsk neutral transformator, der består af tre spoler viklet på en fælles magnetisk kerne.

Den ene ende af hver spole er forbundet til hver af de tre udgående faser, mens de andre ender er forbundet sammen for at danne et stjernespunkt. Dette stjernepunkt er så forbundet til jord via et fejldetekteringskredsløb med tilstrækkelig impedans til at begrænse den maksimale fejlstrøm til 20 mA. på 550 volt system og til 40 mA. på et 1000 volt system.

Dette niveau af fejlstrøm er i stand til under svære fejlforhold at strømme i detekteringskredsløbet for hvert panel i systemet under drift, i det øjeblik fejlen opstår.

For at den samlede strøm, der strømmer ind i fejlen, skal begrænses til 750 mA, bør antallet af gate-endebokse i drift på et system til enhver tid begrænses til 750/20 dvs. ca. 37 på 550 volt system og 750/40 dvs. ca. 18 på et 1100 volt system. Dette medfører ikke nogen pinligt, da det ligger godt inden for det sædvanlige antal paneler, der kræves på et hvilket som helst system.

Følsomheden af ​​flerpunkts-jordlækagedetekteringskredsløb er standardiseret med mindst 60 K ohm. Dette indebærer, at under en normal driftstilstand for ledningsspænding vil en enkeltfase til jordfejl med en modstand på 60k ohm få panelet til at udløse jordfejl ved en maksimal trippestrøm på ca. 3 mA. på et 550 volt system og 6 mA på et 1.100 volt system.

Transformer- og sektionsafbryderbeskyttelsesenheder er indstillet så tæt på 60K ohm som det er praktisk, men ikke mindre end 40K ohm. Gate-end-boxens styreenheder er indstillet til at rydde en jordfejl på under 100 millisekunder (dvs. mindre end 5 cyklusser). En sektionsomskifter er indstillet til at rydde mellem 200 og 400 millisekunder og en transformerstyringsenhed for at fjerne mellem 600 og 800 millisekunder, dvs. mellem 30 og 40 cyklusser.

Jordfejlstrømmen, som nævnt ovenfor, vil transversere hvert detektionskredsløb i hvert panel på systemet i drift på det tidspunkt, hvor fejlen opstår. Det kan derfor forventes, at ethvert sådant panel vil gå ud på jordfejl. Det er derfor vigtigt, at panelet, der forsyner fejlapparatet, forhindres i at blive genaktiveret til fejlen.

Til dette formål er der tilvejebragt et udkigningskredsløb, som låser panelet ud og forhindrer det i genstart, indtil fejlen er ryddet. Alle andre paneler på systemet kan genstartes straks, hvilket begrænser produktionen til et minimum.

Fig. 7.7 viser grundkredsløbet for en beskyttelsesenhed i et gate-endepanel. Jordfeilrelæets kontakter er normalt åbne, så pilotkredsløbet kun kan udføres, når relæet er aktiveret. Relæet aktiveres normalt af en sekundær af pilotkredsløbstransformatoren via den elektroniske forstærker. Dens kontakter lukker derfor og forbereder pilotkredsløbet, når der er tilsluttet strøm til panelbussen.

Hvis der opstår en fejl, og strøm strømmer i fejldetektionsimpedansen, opstår der en potentiel forskel over impedansen. Denne potentielle forskel anvendes på den elektroniske forstærker. Forstærkerens udgang afbryder jordfejlrelæets kredsløb, så relæet er slukket, dets kontakter bryder pilkredsløbene og kontaktoren åbnes.

Det elektriske udkigningskredsløb der kræves til parallel diskrimination er inkluderet i figur 7.7. Kredsløbet er arrangeret således, at sekundærtransformatorviklingen er forbundet mellem den stjernede impedans og fejldetekteringsimpedansen, når kontaktoren er åben. Metoden til at oprette forbindelse afhænger af enhedens fabrikat. I diagrammet vises hjælpekontakter, som betjenes af kontaktor-mekanismen.

Når der opstår en fejl i bagkablet eller maskinen, afsluttes et kredsløb, så snart kontaktoren åbner, og strømmen strømmer i fejldetektionsimpedansen, ligesom det ville, hvis en fejlstrøm flyder. En potentiel forskel mates til den elektroniske forstærker, som forhindrer relæet i at blive aktiveret og nulstilles.

Så når låsningen er i drift, går strømmen igennem fejlen, som måske vil blive udsat. Af denne grund er lockout kredsløbet forpligtet til at være iboende sikkert. Når jordlækage er betjent, træder en mekanisk lås i drift, som låses til lågehallen og kan kun resettes af en elektriker med en specialnøgle, efter at fejlen er fjernet.