U svakom električnom krugu gdje nema stabilizirajućih i zaštitnih krugova može doći do neželjenog povećanja struje. To može biti posljedica prirodnih pojava (munja u blizini dalekovoda) ili posljedica kratkog spoja (kratkog spoja) ili udarnih struja. Kako biste izbjegli sve ove slučajeve, ispravno rješenje je instaliranje uređaja za ograničavanje u mreži ili lokalnom krugu.
Što je strujni limiter?
Uređaj čiji je strujni krug konstruiran tako da sprječava mogućnost povećanja snage električne energije iznad zadanih ili dopuštenih granica amplitude naziva se strujni limiter. Prisutnost mrežne zaštite s ugrađenim graničnikom struje omogućuje smanjenje zahtjeva za potonjim u smislu dinamičke i toplinske stabilnosti u slučaju kratkog spoja.
U visokonaponskim vodovima napona do 35 kV, ograničenje kratkog spoja postiže se korištenjem električnih prigušnica, u nekim slučajevima, osigurača izrađenih od finozrnatih punila. Također, krugovi koji se napajaju visokim i niskim naponom zaštićeni su krugovima sastavljenim na bazi:
- tiristorski prekidači;
- reaktori nelinearnog i linearnog tipa, šantovani s brzodjelujućim poluvodičkim prekidačima;
- nelinearni pristrani reaktori.
Princip limitera
Osnovni princip koji stoji iza strujnih strujnih krugova je gašenje viška struje na elementu koji svoju energiju može pretvoriti u drugi oblik, kao što je toplina. To se jasno vidi u radu graničnika struje, gdje se termistor ili tiristor koriste kao disipacijski element.
Druga metoda zaštite, koja se također često koristi, je da se odsječe opterećenje s linije u kojoj je došlo do udara struje. Ove vrste prekidača mogu biti automatski, s mogućnošću samoresetiranja nakon što prijetnja nestane, ili zahtijevaju zamjenu reagirajućeg zaštitnog elementa, kao što je slučaj s osiguračem.
Najnapredniji su elektronički sklopovi limitera koji rade na principu zatvaranja kanala za prolaz struje kada se ona povećava. U ovom slučaju koriste se posebni prolazni elementi (na primjer, tranzistori), kojima upravljaju senzori.
Moderni kombinirani sustavi kombiniraju funkciju ograničavača struje za određena preopterećenja i zaštitnu opciju s isključenjem opterećenja pri strujama kratkog spoja. Obično takvi sustavi rade u visokonaponskim mrežama.
Krug ograničavača struje
Na primjeruUz najjednostavniji krug uređaja za ograničavanje struje, možete razumjeti kako radi "elektronički osigurač". Krug je sastavljen na dva bipolarna tranzistora i omogućuje vam podešavanje snage električne energije u niskonaponskim izvorima napajanja.
Dodjela komponenti kruga:
- VT1 - prolazni tranzistor;
- VT2 - prolazno pojačalo upravljačkog signala tranzistora;
- Rs – senzor razine struje (otpornik niskog otpora);
- R – otpornik za ograničavanje struje.
Protok struje u krugu prihvatljive vrijednosti popraćen je padom napona na Rs, čija vrijednost, nakon pojačanja na VT2, održava prolazni tranzistor u potpuno otvorenom stanju. Čim snaga električne energije pređe granicu praga, prijelaz tranzistora VT1 počinje se skrivati proporcionalno povećanju električne energije. Posebnost ovog dizajna uređaja su veliki gubici (pad napona do 1,6 V) na senzoru i prolaznom elementu, što je nepoželjno za napajanje niskonaponskih uređaja.
Analog gore opisanog kruga je savršeniji, gdje se smanjenje pada napona na spoju postiže zamjenom prolaznog elementa s bipolarnog na tranzistor s efektom polja s niskim otporom spoja. Na terenu gubici su samo 0,1 V.
Ograničivač struje uleta
Oprema ove vrste je dizajnirana da zaštiti induktivna i kapacitivna opterećenja (različitih kapaciteta) od prenapona napokretanje. Ugrađuje se u sustave automatizacije. Najviše od svega, asinkroni motori, transformatori, LED svjetiljke podložni su takvim strujnim preopterećenjima. Posljedica korištenja ograničavača struje opterećenja u ovom slučaju je povećanje vijeka trajanja i pouzdanosti uređaja, rasterećenje električnih mreža.
Uređaj ROPT-20-1 može poslužiti kao primjer modernog modela jednofaznog ograničavača struje. Univerzalni je i sadrži i graničnik udarne struje i relej za kontrolu napona. Krugom upravlja mikroprocesor, koji automatski prigušuje početni udar i može isključiti opterećenje ako napon u mreži poraste iznad dopuštene razine.
Uređaj je uključen u prekid vodova za napajanje i opterećenje, radi na sljedeći način:
- Kada se primijeni napon, uključuje se mikrokontroler koji provjerava prisutnost faznog napona i njegovu vrijednost.
- Ako se problemi ne otkriju tijekom jednog razdoblja, opterećenje se spaja, što je signalizirano zelenom LED diodom "Network".
- Dolazi do odbrojavanja od 40 milisekundi i relej shuntuje prigušni otpornik.
- Kada napon odstupi od norme ili padne, relej isključuje opterećenje, što je signalizirano crvenom LED diodom "Emergency".
- Kada se mrežni parametri (struja, napon) vrate, sustav se vraća u prvobitno stanje.
ograničenje struje generatora
U automobilskim generatorima važno je kontrolirati ne samo količinu izlaznog napona, već i izlazu struju opterećenja. Ako prekoračenje prvog može dovesti do kvara rasvjetne opreme, tankih namota uređaja, kao i do punjenja baterije, onda drugo može oštetiti namotaj samog generatora.
Izlazna struja raste što je više opterećenja priključeno na izlaz generatora (smanjenjem ukupnog otpora). Kako bi se to spriječilo, koristi se elektromagnetski ograničavač struje. Njegov princip rada temelji se na uključivanju dodatnog otpora u krug uzbudljivog namota generatora u slučaju povećanja električne energije.
ograničenje struje kratkog spoja
Za zaštitu elektrana i velikih tvornica od udarnih struja, ponekad se koriste prekidači za ograničavanje struje (eksplozivno djelovanje). Sastoje se od:
- odspojite uređaj;
- osigurač;
- čip blok;
- transformer.
Upravljajući količinom električne energije, logički krug šalje signal detonatoru (nakon 80 mikrosekundi) kada dođe do kratkog spoja. Potonji raznosi sabirnicu unutar uloška, a struja se preusmjerava na osigurač.
Značajke različitih strujnih limitera
Svaki tip uređaja za ograničavanje je dizajniran za određene zadatke i ima određena svojstva:
- osigurač - brzo djeluje, ali ga treba zamijeniti;
- reaktori - učinkovito odolijevaju strujama kratkog spoja, ali imaju značajne gubitke i pad napona na sebi;
- elektronički sklopovi i brzodjelujući prekidači - imaju male gubitke, ali slabo štite od udarnih struja;
- elektromagnetski releji - sastoje se od pokretnih kontakata koji se s vremenom troše.
Stoga, birajući koji krug primijeniti u svom domu, morate proučiti cijeli niz čimbenika specifičnih za određeni električni krug.
Zaključak
Moramo imati na umu da pristup električnim mrežama zahtijeva određeno znanje iz elektrotehnike i radno iskustvo. Stoga je prilikom instaliranja takve opreme važno poštivati sigurnosne mjere. Ali najbolje je, naravno, takav posao povjeriti kvalificiranom stručnjaku.
