Sabitleyici ve koruyucu devrelerin olmadığı herhangi bir elektrik devresinde akımda istenmeyen bir artış meydana gelebilir. Bu, doğal olayların (bir elektrik hattı yakınında yıldırım düşmesi) veya bir kısa devrenin (kısa devre) veya ani akımların sonucu olabilir. Tüm bu durumlardan kaçınmak için doğru çözüm, ağ veya yerel devreye bir kısıtlama cihazı kurmaktır.
Akım sınırlayıcı nedir?
Devresi, elektrik gücünün belirtilen veya izin verilen genlik sınırlarının üzerinde bir artış olasılığını önleyecek şekilde yapılmış bir cihaza akım sınırlayıcı denir. İçinde kurulu bir akım sınırlayıcı bulunan ağ korumasının varlığı, kısa devre durumunda dinamik ve termal kararlılık açısından ikincisi için gereksinimlerin az altılmasını mümkün kılar.
Gerilimleri 35 kV'a kadar olan yüksek gerilim hatlarında kısa devre sınırlaması, elektrik reaktörleri, bazı durumlarda ince taneli dolgulardan yapılmış sigortalar kullanılarak sağlanır. Ayrıca, yüksek ve alçak gerilimle beslenen devreler, tabana monte edilen devrelerle korunur:
- tristör anahtarları;
- hızlı etkili yarı iletken anahtarlarla şöntlenen doğrusal olmayan ve doğrusal tip reaktörler;
- doğrusal olmayan önyargılı reaktörler.
Sınırlayıcı ilkesi
Akım sınırlama devrelerinin arkasındaki temel ilke, enerjisini ısı gibi başka bir forma dönüştürebilen bir element üzerindeki aşırı akımı söndürmektir. Bu, bir termistörün veya tristörün dağıtma elemanı olarak kullanıldığı akım sınırlayıcının çalışmasında açıkça görülmektedir.
Sıklıkla kullanılan bir diğer koruma yöntemi de elektrik dalgalanmasının meydana geldiği hattan yükü kesmektir. Bu tür anahtarlar, tehdit ortadan kalktıktan sonra kendi kendine sıfırlanabilme özelliğine sahip otomatik olabilir veya bir sigortada olduğu gibi tepki veren bir koruyucu elemanın değiştirilmesini gerektirebilir.
En gelişmişi, elektriğin arttığında geçişi için kanalı kapatma prensibiyle çalışan sınırlayıcıların elektronik devreleridir. Bu durumda, sensörler tarafından kontrol edilen özel geçiş elemanları (örneğin, transistörler) kullanılır.
Modern kombine sistemler, belirli aşırı yükler için akım sınırlayıcıların işlevini ve kısa devre akımlarında yük kapatma ile koruyucu bir seçeneği birleştirir. Tipik olarak, bu tür sistemler yüksek voltajlı ağlarda çalışır.
Akım sınırlayıcı devre
Örnek üzerindeBir akım sınırlama cihazının en basit devresi ile bir "elektronik sigortanın" nasıl çalıştığını anlayabilirsiniz. Devre iki bipolar transistör üzerine monte edilmiştir ve düşük voltajlı güç kaynaklarında elektriğin gücünü ayarlamanıza olanak tanır.
Devre bileşenlerinin atanması:
- VT1 - transistör geçişi;
- VT2 - geçiş transistör kontrol sinyali yükselticisi;
- Rs – akım seviye sensörü (düşük direnç direnci);
- R – akım sınırlama direnci.
Devredeki kabul edilebilir bir değerdeki akım akışına, değeri VT2'de amplifikasyondan sonra geçiş transistörünü tamamen açık durumda tutan Rs boyunca bir voltaj düşüşü eşlik eder. Elektriğin gücü eşik sınırını aştığı anda, transistör VT1'in geçişi, elektrikteki artışla orantılı olarak gizlenmeye başlar. Cihazın bu tasarımının ayırt edici bir özelliği, sensördeki büyük kayıplardır (1,6 V'a kadar voltaj düşüşü) ve düşük voltajlı cihazlara güç sağlamak için istenmeyen geçiş elemanıdır.
Yukarıda açıklanan devrenin bir analogu, geçiş elemanının bipolardan düşük bağlantı direncine sahip alan etkili bir transistöre değiştirilmesiyle bağlantı noktasındaki voltaj düşüşünde bir azalmanın elde edildiği daha mükemmel bir devredir. Sahada kayıplar sadece 0.1 V.
Ani Akım Sınırlayıcı
Bu tip ekipman, endüktif ve kapasitif yükleri (çeşitli kapasitelerde) ani akım dalgalanmalarından korumak için tasarlanmıştır.başlamak. Otomasyon sistemlerinde kurulur. En önemlisi, asenkron motorlar, transformatörler, LED lambalar bu tür aşırı akım yüklemelerine maruz kalır. Bu durumda bir yük akımı sınırlayıcı kullanmanın sonucu, elektrik şebekelerini boş altan cihazların hizmet ömrü ve güvenilirliğinde bir artıştır.
ROPT-20-1 cihazı, tek fazlı akım sınırlayıcının modern bir modeline örnek teşkil edebilir. Evrenseldir ve hem ani akım sınırlayıcı hem de voltaj kontrolü için bir röle içerir. Devre, başlangıç dalgalanmasını otomatik olarak az altan ve ağdaki voltaj izin verilen seviyenin üzerine çıkarsa yükü kapatabilen bir mikroişlemci tarafından kontrol edilir.
Cihaz elektrik ve yük hatlarının kesilmesine dahildir, aşağıdaki gibi çalışır:
- Gerilim uygulandığında, faz geriliminin varlığını ve değerini kontrol eden mikrodenetleyici açılır.
- Sorunlar bir süre boyunca algılanmazsa, yeşil LED "Ağ" ile işaretlenen yük bağlanır.
- 40 milisaniyelik geri sayım gerçekleşir ve röle sönümleme direncini şönt eder.
- Gerilim normalden saptığında veya arızalandığında röle, kırmızı "Acil Durum" LED'i ile işaretlenen yükü keser.
- Ağ parametreleri (akım, voltaj) geri yüklendiğinde sistem orijinal durumuna döner.
Jeneratör akım sınırı
Araba jeneratörlerinde sadece çıkış voltajının miktarını değil, çıkışını da kontrol etmek önemlidir.yük akımına. Birincisini aşmak, aydınlatma ekipmanının arızalanmasına, cihazların ince sargılarına ve pilin yeniden şarj olmasına neden olabilirse, ikincisi jeneratörün sargısına zarar verebilir.
Çıkış akımı arttıkça, jeneratörün çıkışına daha fazla yük bağlanır (toplam direnci az altarak). Bunu önlemek için elektromanyetik akım sınırlayıcı kullanılır. Çalışma prensibi, elektrikte bir artış olması durumunda jeneratörün heyecan verici sargısının devresine ek direnç dahil edilmesine dayanmaktadır.
Kısa devre akım sınırı
Enerji santrallerini ve büyük fabrikaları aşırı akımlardan korumak için bazen anahtarlama tipi akım sınırlayıcılar (patlayıcı eylem) kullanılır. Şunlardan oluşurlar:
- cihazın bağlantısını kes;
- sigorta;
- yonga bloğu;
- transformatör.
Lojik devre, elektrik miktarını kontrol ederek kısa devre oluştuğunda (80 mikrosaniye sonra) fünyeye bir sinyal gönderir. İkincisi kartuşun içindeki barayı patlatır ve akım sigortaya yönlendirilir.
Farklı akım sınırlayıcıların özellikleri
Her tür kısıtlama cihazı belirli görevler için tasarlanmıştır ve belirli özelliklere sahiptir:
- sigorta - hızlı hareket ediyor ancak değiştirilmesi gerekiyor;
- reaktörler - kısa devre akımlarına etkili bir şekilde direnirler, ancak üzerlerinde önemli kayıplar ve voltaj düşüşleri vardır;
- elektronik devreler ve hızlı etkili devre kesiciler - düşük kayıplara sahiptir ancak aşırı gerilim akımlarına karşı çok az korumaya sahiptir;
- elektromanyetik röleler - zamanla aşınan hareketli kontaklardan oluşur.
Bu nedenle, evinizde hangi devreyi uygulayacağınızı seçerken, belirli bir elektrik devresine özgü tüm faktörleri incelemeniz gerekir.
Sonuç
Elektrik şebekelerine erişimin belirli bir elektrik bilgisi ve iş tecrübesi gerektirdiği unutulmamalıdır. Bu nedenle, bu tür ekipmanı kurarken güvenlik önlemlerine uymak önemlidir. Ancak bu tür işleri kalifiye bir uzmana emanet etmek elbette en iyisidir.
