Мультифізичний розрахунок топких запобіжників вимірювальних трансформаторів середньої напруги

Abstract

Вступ. В електричній мережі середньої напруги 6-35 кВ існує проблема захисту вимірювальних трансформаторів напруги. Це пов’язано з недостатньо ефективним рівнем їх захисту за допомогою топких запобіжників. Останнім часом все частіше з'являються повідомлення щодо аварій, пов'язаних із виходом з ладу вимірювальних трансформаторів напруги не тільки в Україні, а і за кордоном. Актуальним є питання проведення аналітичного дослідження проблеми захисту топкими запобіжниками вимірювальних трансформаторів середньої напруги. Мета. Дослідження конструкцій та характеристик топких запобіжників для вимірювальних трансформаторів середньої напруги для підвищення ефективності їх захисту. Результати. В статті показано, що захист вимірювальних трансформаторів середньої напруги з епоксидною ізоляцією часто забезпечується топкими запобіжниками, у яких номінативним струм топкої вставки є значно більшим за граничнодопустимий тривалий струм первинної обмотки вимірювального трансформатору. Проведено порівняльний аналіз значень струму первинної обмотки вимірювальних трансформаторів середньої напруги зі значеннями номінативних струмів топких вставок запобіжників різних виробників, що представлені на ринку України. Досліджено конструктивні особливості та технічні характеристики топких запобіжників для вимірювальних трансформаторів середньої напруги з метою підвищення ефективності їх захисту. Досліджено переваги та недоліки конструкцій топких запобіжників різних виробників, та встановлено, що потребує подальшого вдосконалення конструкція топких запобіжників з метою підвищення ефективності захисту вимірювальних трансформаторів середньої напруги. Обговорення та перспективи подальшого розвитку. Оскільки в Україні потреби у топких запобіжниках для захисту вимірювальних трансформаторів середньої напруги забезпечуються переважно поставками за кордону, то перспективним напрямком подальшого розвитку у цьому напрямі є створення вітчизняної конкурентоспроможної конструкції топкого запобіжника та впровадження його у виробництво.Introduction. In the medium voltage power grid of 6-35 kV, there is a problem of protecting voltage instrument transformers. This is due to the insufficiently effective level of their protection with fuses. Recently, there have been more and more reports of accidents associated with the failure of voltage instrument transformers not only in Ukraine, but also abroad. The issue of conducting an analytical study of the problem of protection of medium voltage instrument transformers by fuses is relevant. Goal. Investigation of designs and characteristics of fuses for medium voltage instrument transformers to improve the efficiency of their protection. Results. The article shows that protection of medium voltage instrument transformers with epoxy insulation is often provided by fuses, in which the nominal current of the combustion insert is significantly higher than the maximum permissible long-term current of the primary winding of the instrument transformer. A comparative analysis of the current values of the primary winding of medium voltage instrument transformers with the values of the nominal currents of the fusing inserts of fuses of various manufacturers presented on the Ukrainian market is carried out. The design features and technical characteristics of fuses for medium voltage instrument transformers have been investigated in order to increase the efficiency of their protection. The advantages and disadvantages of the designs of fuses from various manufacturers have been investigated and it has been established that the design of fuses requires further improvement in order to increase the efficiency of protection of medium voltage instrument transformers. Discussion and prospects for further development. Since in Ukraine, the need for fuses to protect medium voltage instrument transformers is provided mainly by supplies abroad, a promising direction for further development in this direction is the creation of a domestic competitive design of a fuse and its introduction into production.