Trong bất kỳ mạch điện nào không có mạch ổn định và bảo vệ, dòng điện tăng không mong muốn có thể xảy ra. Đây có thể là kết quả của hiện tượng tự nhiên (sét gần đường dây điện) hoặc kết quả của ngắn mạch (ngắn mạch) hoặc dòng điện khởi động. Để tránh tất cả những trường hợp này, giải pháp chính xác là lắp đặt thiết bị hạn chế trong mạng hoặc mạch cục bộ.
Giới hạn hiện tại là gì?
Một thiết bị có mạch được cấu tạo theo cách ngăn khả năng tăng cường độ dòng điện vượt quá giới hạn biên độ quy định hoặc cho phép, được gọi là thiết bị giới hạn dòng điện. Sự hiện diện của bảo vệ mạng với một bộ hạn chế dòng điện được lắp đặt trong đó có thể làm giảm các yêu cầu đối với phần sau về độ ổn định động và nhiệt trong trường hợp ngắn mạch.
Trong đường dây cao áp có điện áp đến 35 kV, hạn chế ngắn mạch bằng cách sử dụng các cuộn kháng điện, trong một số trường hợp, cầu chì làm từ chất độn hạt mịn. Ngoài ra, các mạch được cung cấp bởi điện áp cao và thấp được bảo vệ bởi các mạch lắp ráp trên đế:
- công tắc thyristor;
- lò phản ứng thuộc loại không tuyến tính và tuyến tính, được kết nối với các công tắc bán dẫn hoạt động nhanh;
- lò phản ứng thiên vị phi tuyến.
Nguyên tắc của giới hạn
Nguyên tắc cơ bản đằng sau các mạch hạn chế dòng điện là dập tắt dòng điện dư thừa trên một phần tử có thể chuyển đổi năng lượng của nó thành một dạng khác, chẳng hạn như nhiệt. Điều này được nhìn thấy rõ ràng trong hoạt động của bộ giới hạn dòng điện, nơi một điện trở nhiệt hoặc thyristor được sử dụng làm phần tử tiêu tán.
Một phương pháp bảo vệ khác cũng thường được sử dụng là cắt tải khỏi đường dây đã xảy ra dòng điện tăng vọt. Các loại công tắc này có thể tự động, với khả năng tự đặt lại sau khi mối đe dọa biến mất hoặc yêu cầu thay thế phần tử bảo vệ phản ứng, như trường hợp với cầu chì.
Cao cấp nhất là các mạch điện tử của bộ hạn chế hoạt động trên nguyên tắc đóng kênh cho dòng điện đi qua khi nó tăng lên. Trong trường hợp này, các phần tử truyền qua đặc biệt được sử dụng (ví dụ: bóng bán dẫn), được điều khiển bởi cảm biến.
Các hệ thống kết hợp hiện đại kết hợp chức năng của bộ hạn chế dòng điện đối với một số trường hợp quá tải nhất định và tùy chọn bảo vệ với tính năng ngắt tải khi dòng điện ngắn mạch. Thông thường, các hệ thống như vậy hoạt động trong mạng điện áp cao.
Mạch giới hạn dòng điện
Trên ví dụVới mạch điện đơn giản nhất của thiết bị hạn chế dòng điện, bạn có thể hiểu cách hoạt động của "cầu chì điện tử". Mạch được lắp ráp trên hai bóng bán dẫn lưỡng cực và cho phép bạn điều chỉnh cường độ điện trong nguồn điện hạ áp.
Chỉ định các thành phần mạch:
- VT1 - bóng bán dẫn vượt qua;
- VT2 - bộ khuếch đại tín hiệu điều khiển bóng bán dẫn;
- Rs - cảm biến mức dòng điện (điện trở kháng thấp);
- R - điện trở giới hạn dòng điện.
Dòng điện trong mạch có giá trị chấp nhận được kèm theo sụt áp trên Rs, giá trị này, sau khi khuếch đại trên VT2, duy trì bóng bán dẫn thông qua ở trạng thái mở hoàn toàn. Ngay sau khi cường độ điện vượt quá ngưỡng giới hạn, sự chuyển đổi của bóng bán dẫn VT1 bắt đầu ẩn tương ứng với sự gia tăng điện năng. Một tính năng đặc biệt trong thiết kế này của thiết bị là tổn thất lớn (sụt áp lên đến 1,6 V) trên cảm biến và phần tử truyền qua, điều không mong muốn khi cấp nguồn cho các thiết bị điện áp thấp.
Một mạch tương tự của mạch được mô tả ở trên là một mạch hoàn hảo hơn, trong đó việc giảm điện áp tại đường giao nhau có thể đạt được bằng cách thay thế phần tử vượt từ lưỡng cực sang bóng bán dẫn hiệu ứng trường có điện trở đường giao nhau thấp. Trên sân, tổn thất chỉ là 0,1 V.
Inrush Giới hạn hiện tại
Thiết bị thuộc loại này được thiết kế để bảo vệ tải cảm ứng và tải điện dung (có nhiều công suất khác nhau) khỏi hiện tượng tăng áp ởkhởi động. Nó được cài đặt trong các hệ thống tự động hóa. Hầu hết, động cơ không đồng bộ, máy biến áp, đèn LED đều phải chịu quá tải dòng điện như vậy. Hệ quả của việc sử dụng bộ giới hạn dòng tải trong trường hợp này là làm tăng tuổi thọ và độ tin cậy của các thiết bị, mạng điện không tải.
Thiết bị ROPT-20-1 có thể là một ví dụ về mô hình hiện đại của bộ giới hạn dòng điện một pha. Nó phổ biến và chứa cả bộ giới hạn dòng khởi động và rơ le để điều khiển điện áp. Mạch được điều khiển bởi một bộ vi xử lý, tự động làm giảm xung khởi động và có thể tắt tải nếu điện áp trong mạng tăng cao hơn mức cho phép.
Thiết bị nằm trong sự cố đứt đường dây tải và nguồn, nó hoạt động như sau:
- Khi có điện áp, bộ vi điều khiển sẽ bật, bộ vi điều khiển này sẽ kiểm tra sự hiện diện của điện áp pha và giá trị của nó.
- Nếu sự cố không được phát hiện trong một khoảng thời gian, tải được kết nối, được báo hiệu bằng đèn LED màu xanh lục "Mạng".
- Quá trình đếm ngược 40 mili giây xảy ra và rơ le đóng điện trở giảm chấn.
- Khi điện áp lệch khỏi định mức hoặc sự cố, rơ le sẽ cắt tải, được báo hiệu bằng đèn LED "Khẩn cấp" màu đỏ.
- Khi các thông số mạng (dòng điện, điện áp) được khôi phục, hệ thống sẽ trở về trạng thái ban đầu.
Giới hạn hiện tại của máy phát điện
Trong máy phát điện trên ô tô, điều quan trọng là phải kiểm soát không chỉ lượng điện áp đầu ra, mà còn cả đầu ravào dòng tải. Nếu vượt quá mức đầu tiên có thể dẫn đến hỏng thiết bị chiếu sáng, cuộn dây mỏng của thiết bị cũng như việc sạc lại pin, thì mức thứ hai có thể làm hỏng cuộn dây của chính máy phát điện.
Dòng ra càng tăng, càng nối nhiều tải ở đầu ra của máy phát (bằng cách giảm tổng trở). Để ngăn chặn điều này, một bộ hạn chế dòng điện từ được sử dụng. Nguyên tắc hoạt động của nó dựa trên việc đưa thêm điện trở vào mạch của cuộn dây kích thích của máy phát điện trong trường hợp tăng điện.
Giới hạn dòng ngắn mạch
Để bảo vệ các nhà máy điện và nhà máy lớn khỏi dòng điện tăng vọt, đôi khi người ta sử dụng các bộ hạn chế dòng điện kiểu chuyển mạch (tác động nổ). Chúng bao gồm:
- ngắt kết nối thiết bị;
- cầu chì;
- khối chip;
- biến áp.
Bằng cách kiểm soát lượng điện, mạch logic sẽ gửi tín hiệu đến kíp nổ (sau 80 micro giây) khi xảy ra ngắn mạch. Cái thứ hai làm nổ thanh cái bên trong hộp mực và dòng điện được chuyển hướng đến cầu chì.
Tính năng của các giới hạn hiện tại khác nhau
Mỗi loại thiết bị hạn chế được thiết kế cho các nhiệm vụ cụ thể và có các thuộc tính nhất định:
- cầu chì - hoạt động nhanh nhưng cần phải thay thế;
- cuộn kháng - chống lại dòng điện ngắn mạch một cách hiệu quả, nhưng có tổn thất đáng kể và giảm điện áp trên chúng;
- mạch điện tử và bộ ngắt mạch tác động nhanh - có tổn thất thấp nhưng ít bảo vệ chống lại dòng điện tăng;
- rơle điện từ - bao gồm các tiếp điểm chuyển động bị mòn theo thời gian.
Vì vậy, lựa chọn mạch điện nào để áp dụng trong nhà của bạn, bạn cần phải nghiên cứu toàn bộ phạm vi các yếu tố cụ thể cho một mạch điện cụ thể.
Kết
Cần phải nhớ rằng việc sử dụng mạng điện cần phải có kiến thức nhất định về điện và kinh nghiệm làm việc. Vì vậy, khi lắp đặt thiết bị này, điều quan trọng là phải tuân thủ các biện pháp phòng ngừa an toàn. Nhưng tất nhiên, tốt nhất là nên giao phó công việc đó cho một chuyên gia có trình độ.
