Denna snabba brytare utlöser en liten laddning som öppnar huvudledaren som leder höga strömmar under normal drift. Kortslutningsströmmen kommuterar till en parallell säkring med hög brytförmåga som begränsar den stigande kortslutningsströmmen. Is-begränsaren används framgångsrikt i fler än 2 500 stationer i 70 länder.
En sådan snabb brytapparat kan användas i en rad olika applikationer som inte kan tillgodoses med konventionella brytare. De viktigaste av dessa visas nedan.
Sammankoppling – parallell användning i två system, bild 1
Kortslutningsbegränsare används ofta vid sammankoppling av två system eller delar av system vars motståndskraft mot kortslutningar inte skulle vara tillräcklig med parallell anslutning via en brytare.
Istället för att konstruera de två systemen för den dubbla kortslutningsströmmen, installeras en Is-begränsare vid sammankopplingen. Vid fel begränsar den kortslutningsströmmens topp alldeles i början av stigningen. Den delar elektriskt upp systemet i två delar innan kortslutningsströmmen kan skada systemkomponenterna. Efter uppdelningen är det bara den felande delen av systemet som matar kortslutningen, som sedan stängs av separat av relevant brytare. Kortslutningsströmmens topp kommer därför inte att bli högre än kortslutningsströmmen från en enda transformator i någon punkt av ställverket. När Is-begränsaren utlöses, sjunker spänningen endast under högst bråkdelar av en millisekund i den delen av systemet som inte påverkas av kortslutningen.
Även känsliga laster skyddas på så sätt från spänningsfall. Is-begränsaren är därför väl lämpad för installationer vid sammankoppling av ett "oskyddat" och ett "skyddat" system.
Stationens kraftförsörjning och det allmänna elnätet, bild 2
Det blir vanligare att stationens kraftförsörjning och det allmänna elnätet används parallellt i industrin och i tjänstesektorn. Om ett fel skulle inträffa i det allmänna elnätet, skulle den extra kortslutningsströmmen från den egna kraftförsörjningen orsaka att de tillåtna nivåerna i distributionsnätet överskrids.
Bild 2 nedan visar den tekniskt mest lämpliga – och oftast den enda lösningen; användning av en Is-begränsare vid anslutningen till det allmänna elnätet. Om nödvändigt kan Is-begränsaren utlösas efter ett riktningskriterium. Det kräver tre extra strömtransformatorer i huvudstjärnpunktledaren i generatorn. Utlösning efter ett riktningskriterium gör att Is-begränsaren endast utlöser vid kortslutningar i det allmänna elnätet.
Is-begränsare i generatorns matning för skydd av högspänningssystemet, bild 3
Avreglering av marknaden leder till installation av många extra generatorer. På grund av detta kommer kortslutningsströmmarna på högspänningsnivån att bli för höga. Genom användning av Is-begränsare kommer högspänningsnivån att skyddas mot kortslutningsströmmar från generatorns matning.
Is-begränsare och reaktorer anslutna parallellt, bild 4
Om inte systemkomponenter helt ska isoleras i fall av kortslutning, utan fortsatt matas via en kortslutningsbegränsande reaktor, kan reaktorn bryggas med en Is-begränsare vid normal drift. Detta görs för att undvika kopparförluster, spänningsvariationer som annars skulle uppstå vid belastningsförändringar, samt elektromagnetisk påverkan orsakad av varje reaktor. Bild 4 visar Is-begränsare och reaktorer anslutna parallellt till både inkommande och utgående matning.
Selektivitet med användning av flera Is-begränsare, bild 5
När flera Is-begränsare är installerade i ett system kan extra utlösningskriterier tillhandahålla selektiv utlösning. I sådana fall är det endast den Is-begränsare som är närmast felet som löser ut. Bild 5 nedan visar denna applikation.
REFERENSER
[1] Dreimann, E.; Grafe, V.; Hartung, K.-H.: “Protective device for limiting short-circuit currents"etz 1 15 (1994) 9, 492-494
[2] Is-limiter, ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, 2000
Karl Heinz Hartung föddes 1945 i Neukirchen. Han fick en M.Sc. i elteknik vid det tekniska universitetet i Aachen.Profession: ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, Utvecklingsavdelningen (kortslutningsberäkning, Is-begränsare, elektronisk testutrustning, c.t.s., brytare) sedan 1992 chef för Is-begränsare. Han är också medlem av arbetsgruppen CIGRE 13.10 "Specifikationer för kortslutningsbegränsare"