Córais Faoisimh Brú Trasfhoirmeora agus Braite Lochtanna

​​​​​​​

 

1. Réamhrá

 

I gclaochladáin tumtha ola, is gnáthchuid den oibríocht iad athruithe brú inmheánaigh. De réir mar a théamh agus a fhuaraíonn ola claochladáin le linn timthriallta luchtaithe, leathnaíonn agus conarthaíonn an spás gáis séalaithe taobh istigh den umar, rud a fhágann go bhfuil luaineachtaí brú de réir a chéile laistigh den imfhálú claochladáin. Faoi ghnáthchoinníollacha oibriúcháin, tarlaíonn na hathruithe brú seo go mall agus baineann siad go príomha le hathrú teochta comhthimpeallach agus le luchtú claochladáin.

Mar sin féin, cruthaíonn lochtanna inmheánacha leictreacha iompar brú go hiomlán difriúil. Is féidir le himeachtaí cosúil le teipeanna foirceannadh nó stua inmheánach ola inslithe a dhianscaoileadh go tapa i ngás, rud a tháirgeann tonn brú tobann taobh istigh den umar. Toisc go dtarlaíonn na harduithe brú a ghineann lochtanna seo laistigh de na milleasoicindí, ní hamháin go dteastaíonn feistí faoisimh brú ó chlaochladáin, ach freisin tá córais tiomnaithe braite lochtanna atá in ann iompar brú neamhghnácha a aithint sula dtarlaíonn cliseadh tubaisteach umar.

Ar an gcúis seo, roinntear córais cosanta claochladáin nua-aimseartha go ginearálta i dhá chatagóir mhór:

• Córais faoisimh brú
• Córais braite lochtanna

Léirítear an fhealsúnacht cosanta cisealta seo go forleathan i gcaighdeáin IEEE C57 agus cleachtais deartha claochladáin IEC 60076.

 

2. Faoiseamh Brú vs Braite Locha

 

Cé go n-úsáidtear na téarmaí "faoiseamh brú" agus "brath lochtanna" go hidirmhalartaithe uaireanta i dtionscal an claochladáin, feidhmíonn siad feidhmeanna bunúsacha éagsúla.

Tá gléas faoisimh brú claochladáin deartha chun brú umar iomarcach a scaoileadh go fisiciúil chun dífhoirmiú meicniúil nó réabadh an umar claochladáin a chosc. Freagraíonn na gléasanna seo go príomha do mhéid brú agus cruthaíonn siad bunús na gcóras cosanta brú claochladáin.

Déanann feistí braite locht, ar an láimh eile, monatóireacht ar luas nó ar shaintréithe an athraithe brú a bhaineann le lochtanna inmheánacha leictreacha. Seachas brú a scaoileadh, gineann siad comharthaí aláraim nó turais chun an claochladán a leithlisiú ón gcóras cumhachta.

Éiríonn an t-idirdhealú seo ag éirí níos tábhachtaí de réir mar a mhéadaíonn méid an claochladáin agus an locht ar an leibhéal fuinnimh.

 

Tábla 1 – Difríocht idir Faoiseamh Brú agus Brath Locha

3. Gléasanna Faoisimh Brú Trasfhoirmeora

 

3.1 Comhla Faoisimh Brú (PRV)​​​​​​​

Tá an Comhla Scaoilte Brú deartha chun an umar claochladáin a chosaint i gcoinne brú iomarcach taobh istigh. Chomh luath agus a shroicheann an brú san umar an brú scaoilte, osclóidh an comhla go huathoibríoch chun an gás a scaoileadh go dtí go dtiteann an brú go dtí an brú sábháilte. Ina theannta sin, nuair is gá, tá cead ag úsáideoirí an comhla faoisimh brú a oibriú de láimh in iarratais claochladáin tríd an bhfáinne oibriúcháin a tharraingt chun brú inmheánach a laghdú.

Faoi chleachtas IEEE, is é an brú scoilteadh tipiciúil le haghaidh dearadh claochladán PRV ná thart ar 10 PSIG ±2 PSIG, agus is minic a úsáideann iarratais CSA socruithe brú níos ísle. Tar éis brú a mhaolú, déanann an comhla faoisimh brú i gcórais claochladáin a athsheoladh go huathoibríoch chun sláine umar an claochladáin a choinneáil.

 

Mar gheall ar a thógáil simplí agus a oibriú iontaofa, úsáidtear PRV go forleathan i:

• Claochladáin -suiteáilte cuaille
• Pad-claochladáin gléasta
• Claochladáin dáilte tumtha ola
• Fostáisiúin aonaid bheaga

 

I gcomparáid le córais PRD claochladán níos mó, is fearr PRVanna go ginearálta le haghaidh claochladáin kVA níos ísle áit a bhfuil ardú brú measartha agus intuartha. I go leor feidhmchláir claochladáin dáileacháin, is é an comhla PRV in umair claochladáin an fhoirm is coitianta de chosaint brú meicniúil bunúsach.

3.2 Gléas Faoisimh Brú (PRD)

Feidhmíonn feistí faoisimh brú (PRDanna) go bunúsach an cuspóir céanna le comhlaí faoisimh brú (PRVanna): cosnaíonn siad umar an claochladáin ó bhrú inmheánach iomarcach. Go praiticiúil, áfach, tá baint níos coitianta ag PRDanna le rátálacha cumhachta níos mó. De ghnáth ní fheiceann tú PRD suiteáilte ar chlaochladáin faoi bhun thart ar 1,500 kVA, cé nach bhfuil aon rud mícheart go teicniúil le ceann ar aonaid níos lú a úsáid má éilíonn an feidhmchlár é.

Tá an chuid is mó de PRDanna suite ar bharr an umair claochladáin, áit ar féidir gás inmheánach nó tógáil brú a scaoileadh go tapa le linn riocht locht.

Féadfaidh an téarmaíocht a bheith mearbhall mar is minic a úsáidtear "gléas faoisimh brú" mar théarma ginearálta tionscail do PRVanna agus PRDanna araon. I bhformhór na gcásanna, úsáidtear PRVanna ar chlaochladáin dáileacháin níos lú, agus tá PRDanna níos coitianta ar aonaid níos mó nó ar fheidhmchláir a éilíonn freagairt brú níos tapúla agus léiriú lochtanna.

Comhlíonann gléas faoisimh brú claochladáin an bhunfheidhm chéanna le PRV - chun brú inmheánach iomarcach a mhaolú - ach de ghnáth déantar é a dhearadh le cumas sreafa níos airde, am freagartha tapa, feidhmíocht athshéalaithe iontaofa, agus feidhmeanna roghnacha aláraim nó monatóireachta. Soláthraíonn dearaí arda PRD brú oscailte cruinn, am oibriúcháin gearr, feidhmíocht iontaofa fadtéarmach lasmuigh, agus séalaithe éifeachtach i gcoinne taise, deannaigh agus aer isteach, ag cuidiú le brú umar dearfach a choinneáil agus le hiontaofacht oibriúcháin an claochladáin a fheabhsú.

 

Buntáiste mór amháin a bhaineann le PRDanna atá feistithe le clúdach is ea an cumas monatóireachta. Áirítear le go leor tionóil gléas faoisimh brú claochladáin:

• Semaphores amhairc nó táscairí oibríochta
• Teagmhálaithe cianda aláraim
• SCADA-aschuir mhonatóireachta comhoiriúnacha

 

Fágann sin go bhfuil PRDanna oiriúnach go háirithe d’fhostáisiúin áirgiúlachta agus do chórais chumhachta thionsclaíocha ina bhfuil gá le cianfhaireachán.

Cuirtear PRDanna i bhfeidhm go coitianta sna:

• Claochladáin fostáisiúin aonad
• Claochladáin meánchumhachta
• Claochladáin móra cumhachta
• Claochladáin fostáisiún fóntais

 

I gcás feidhmeanna fóntais níos mó, is minic a roghnaíonn innealtóirí socrú claochladán feiste faoisimh brú in ionad PRV níos lú mar gheall ar fhuinneamh locht inmheánach níos airde agus toirt ola.

3.3 Diosca réabtha

Úsáidtear dioscaí réabtha go hiondúil mar ghairis faoisimh brú éigeandála deiridh i bhfeidhmchláir chlaochladáin ardfhuinnimh.

Murab ionann agus PRVanna nó PRDanna caighdeánacha, is gléasanna neamh-inathshuite iad dioscaí réabtha atá deartha chun pléascadh láithreach nuair a shroicheann brú inmheánach teorainn chriticiúil. Is é an príomhchuspóir atá acu aeráil thapa iomlán a chur ar fáil le linn teagmhais lochta inmheánacha tubaisteacha.

 

Toisc go gcaithfear dioscaí réabtha a athsholáthar tar éis oibríochta, is gnách iad a chur in áirithe do:

• Claochladáin móra cumhachta
• Claochladáin foirnéise
• Claochladáin tarraingthe
• Córais tionsclaíochta ardleibhéil-leibhéil

I gcleachtas innealtóireachta, is ionann dioscaí réabtha agus an leibhéal is airde de chosaint brú meicniúil.

4. Gléasanna Braite Locht Trasfhoirmeoir

 

4.1 Brathadóir Inmheánach Locht (IFD)

Úsáidtear Brathadóirí Lochtanna Inmheánacha (IFDs) go forleathan ar chlaochladáin-suiteáilte le cuaille agus-mar ghléas sábháilteachta allamuigh simplí ach an-éifeachtach.

Aimsíonn IFD ardú brú inmheánach tobann de bharr lochtanna stua laistigh den umar claochladáin. Nuair a ghníomhaítear é, tagann táscaire amhairc daite geal amach, rud a ligeann do chriúnna áirgiúlachta a aithint láithreach go bhfuil fabht inmheánach ar an gclaochladán agus nár cheart é a athfhuinneamh.

 

Buntáiste mór amháin a bhaineann le córais IFD nua-aimseartha ná go gcomhtháthaíonn go leor dearaí PRV caighdeánach IEEE nó CSA comhlíontach i gcomhthionóil claochladáin isteach san fheiste céanna, ag cur le chéile:

• Faoiseamh brú
• Léiriú locht

isteach i struchtúr dlúth amháin.

 

Úsáidtear IFDanna go coitianta sna:

• Claochladáin-páis amháin-suiteáilte cuaille
• Trasfhoirmeoirí gléasta de thrí phas
• Pad-claochladáin gléasta
• Trasfhoirmeoirí beaga fostáisiúin

I gcomparáid le córais SPR, tá IFDanna níos simplí, níos eacnamaí, agus thar a bheith oiriúnach d'fheidhmchláir dáilte.

4.2 Sealaíocht Bhrú Tobann (SPR / RPR)

 

Úsáidtear na córais seo go coitianta i:

• Claochladáin meánchumhachta
• Claochladáin móra cumhachta
• Trasfhoirmeoirí ceartaitheoir
• Claochladáin foirnéise
• Claochladáin tarraingthe

 

I gcomparáid le IFDs, soláthraíonn córais cosanta sealaíochta ardú brú tapa comhtháthú leictreach níos tapúla agus tá siad níos oiriúnaí d'iarratais ríthábhachtacha fóntais agus tionsclaíocha.

4.3 Sealaíocht Buchholz

Is gléas braite lochtanna a oibrítear i gcaomhnóirí é an athsheachadán Buchholz agus oibrítear gáis agus ola.

Murab ionann agus córais SPR agus IFD, a fhreagraíonn go príomha d’athruithe brú, aimsíonn athsheachadáin Buchholz lochtanna inmheánacha trí:

• Carnadh gáis
• Gluaiseacht borrtha ola

 

Feidhmíonn an sealaíocht i dhá chéim de ghnáth:

• Aláram le haghaidh lochtanna tosaigh
• Turas le haghaidh lochtanna inmheánacha tromchúiseacha

 

Úsáidtear athsheachadáin Buchholz go forleathan i:

• Fostáisiúin aonad cineál coimeádaí
• Claochladáin meánchumhachta
• Claochladáin móra cumhachta

 

Mar gheall ar a gcumas lochtanna inslithe atá ag forbairt go mall a bhrath, tá athsheachadáin Buchholz fós ar cheann de na gléasanna braite locht is tábhachtaí i gclaochladáin mhóra líonta ola.

 

5​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​. Ordlathas Cosanta i gCleachtas Innealtóireachta

 

I bhfeidhmchláir fhíor-chlaochladáin, ní úsáidtear na gléasanna seo go cothrom i ngach rang claochladáin. Ina áit sin, éiríonn córais chosanta níos forásaí de réir a chéile de réir mar a mhéadaítear méid an claochladáin agus an fhuinnimh locht.

 

Tábla 2 – Feidhmchlár Tipiciúil Feiste Cosanta de réir Aicme Trasfhoirmeora

Léiríonn an chumraíocht sraitheach seo an prionsabal innealtóireachta go n-athraíonn cosaint claochladáin ó fhaoiseamh brú meicniúil bunúsach i dtreo córais chomhtháite cosanta lochtanna meicniúla agus leictreacha.

6. Conclúid

 

Tá dearadh sábháilteachta claochladáin nua-aimseartha bunaithe ar chomhordú na gcóras faoisimh brú agus braite lochtanna seachas a bheith ag brath ar fheiste amháin.

Soláthraíonn PRVanna agus PRDanna faoiseamh brú meicniúil rialaithe le linn gnáthchoinníollacha oibriúcháin agus neamhghnácha. Soláthraíonn dioscaí réabtha cosaint éigeandála deiridh le linn lochtanna tubaisteach. Aimsíonn IFDanna agus córais sealaíochta brú tobann ardú brú tobann de bharr lochtanna inmheánacha leictreacha, agus déanann athsheachadáin Buchholz monatóireacht ar ghiniúint gáis agus ar ghluaiseacht ola a bhaineann le teipeanna inslithe a fhorbairt.

Le chéile, cruthaíonn na gléasanna seo ailtireacht chosanta claochladáin ilchiseal a fheabhsaíonn iontaofacht oibriúcháin, sábháilteacht phearsanra, agus cumas aonraithe lochtanna trasna córais dáileacháin, tionsclaíochta agus fóntais.