Μια προκαταρκτική μελέτη για την προστασία του διανομής μετατροπέα 10KV

1. Σχήματα συνδέσεων Κύκλου - Κύριας Μονάδας
1.1 Σύνθεση Κύκλου - Κύριας Μονάδας

Η Κύκλου - Κύρια Μονάδα (RMU) αποτελείται από κατανομές. Γενικά, έχει τουλάχιστον τρεις κατανομές, περιλαμβανομένων δύο κατανομών για την είσοδο και την έξοδο του καλωδίου κύκλου και μιας κατανομής για τον κύκλο του μετατροπέα.

1.2 Διάταξη των Τρόπων Προστασίας για την Κύκλου - Κύρια Μονάδα

Τόσο οι κατανομές εισόδου-έξοδου καλωδίου κύκλου όσο και οι κατανομές εισόδου-έξοδου του μετατροπέα χρησιμοποιούν φορτιστικούς διακόπτες, συνήθως τριθέσιους φορτιστικούς διακόπτες με λειτουργίες σύνδεσης, διακοπής και συμπέτασης. Οι κατανομές εισόδου-έξοδου του μετατροπέα είναι επίσης εξοπλισμένες με προστατικούς βοηθητικούς περιοριστικούς φυσαλίδες με υψηλή δυνατότητα διακοπής. Η πρακτική λειτουργία έχει αποδείξει ότι αυτός είναι ένας απλός, αξιόπιστος και οικονομικός τρόπος κατανομής ενέργειας.

1.3 Χαρακτηριστικά της Διάταξης Προστασίας για την Κύκλου - Κύρια Μονάδα

Ο φορτιστικός διακόπτης χρησιμοποιείται για την αλλαγή των ρευστών φορτίων ρυθμισμένων. Έχει χαρακτηριστικά όπως απλή δομή και χαμηλό κόστος, αλλά δεν μπορεί να διακόψει τους ρεύστες σύνδεσης. Ο προστατικός βοηθητικός περιοριστικός φυσαλίδας με υψηλή δυνατότητα διακοπής λειτουργεί ως προστατικό στοιχείο και μπορεί να διακόψει τους ρεύστες σύνδεσης. Η οργανική συνδυασμός αυτών των δύο στοιχείων μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις λειτουργίας και προστασίας του συστήματος κατανομής ενέργειας υπό διάφορες κανονικές και παρανομαλές συνθήκες λειτουργίας. Η καθορισμός των παραμέτρων του διακόπτη και η σχεδίαση και κατασκευή της δομής του γίνονται με αυστηρή συμμόρφωση με πρότυπα.

Έχει και λειτουργίες προστασίας και λειτουργίες, έτσι η δομή του είναι πολύπλοκη και το κόστος του υψηλό, κάνοντας τη μεγάλης κλίμακας χρήση ανεφάρμοστη. Στις κύκλου - κύριες μονάδες, χρησιμοποιούνται πολλά συνδυασμένα συστήματα φορτιστικών διακόπτων και προστατικών βοηθητικών φυσαλίδων με υψηλή δυνατότητα διακοπής. Οι λειτουργίες και προστασίες των ηλεκτρικών εξοπλισμών, οι οποίες δεν είναι ακριβώς ίδιες, υλοποιούνται μέσω δύο απλών και φθηνών συσταδιών. Δηλαδή, ο φορτιστικός διακόπτης χρησιμοποιείται για την εκτέλεση μεγάλου αριθμού λειτουργιών αλλαγής φορτίου, ενώ ο προστατικός βοηθητικός περιοριστικός φυσαλίδας με υψηλή δυνατότητα διακοπής χρησιμοποιείται για την προστασία των εξοπλισμών όπου οι σύνδεσης συνδέσεων συμβαίνουν σπάνια. Αυτό λύνει το πρόβλημα, αποφεύγοντας τη χρήση πολύπλοκων και ακριβών διακόπτων, ενώ ταυτόχρονα καλύπτει τις πραγματικές απαιτήσεις λειτουργίας.

• Οι διακόπτες έχουν όλες τις λειτουργίες προστασίας και λειτουργίας, αλλά είναι ακριβοί.

• Οι φορτιστικοί διακόπτες έχουν σχεδόν την ίδια απόδοση με τους διακόπτες, αλλά δεν μπορούν να διακόψουν τους ρεύστες σύνδεσης.

• Ο συνδυασμός φορτιστικού διακόπτη και προστατικού βοηθητικού περιοριστικού φυσαλίδα με υψηλή δυνατότητα διακοπής μπορεί να διακόψει τους ρεύστες σύνδεσης. Η δυνατότητα διακοπής κάποιων φυσαλίδων είναι ακόμη και υψηλότερη από τους διακόπτες. Επομένως, η χρήση αυτού του συνδυασμού είναι τουλάχιστον εξίσου αποτελεσματική όπως η χρήση διακόπτη, αλλά το κόστος μπορεί να μειωθεί σημαντικά.

1.4 Πλεονεκτήματα του Συνδυασμού Φορτιστικού Διακόπτη και Προστατικού Βοηθητικού Περιοριστικού Φυσαλίδα με Υψηλή Δυνατότητα Διακοπής

Ο συνδυασμός φορτιστικού διακόπτη και προστατικού βοηθητικού περιοριστικού φυσαλίδα με υψηλή δυνατότητα διακοπής έχει τα εξής πλεονεκτήματα:

1.4.1 Καλή Απόδοση στην Αλλαγή Μη Φορτωμένων Μετατροπέων

Περισσότερα από τα φορτία στις κύκλου - κύριες μονάδες είναι μετατροπείς κατανομής. Γενικά, η ικανότητα δεν ξεπερνάει τα 1250 KVA, και σε σπάνιες περιπτώσεις, φτάνει στα 1600 KVA. Το μη φορτωμένο ρεύστη του μετατροπέα κατανομής είναι συνήθως περίπου το 2% του ρυθμισμένου ρεύστη, και το μη φορτωμένο ρεύστη ενός μεγαλύτερου μετατροπέα κατανομής είναι μικρότερο. Όταν η κύκλου - κύρια μονάδα αλλάζει το μικρό ρεύστη ενός μη φορτωμένου μετατροπέα, αποδίδει καλά και δεν παράγει υψηλή υπερτάση.

1.4.2 Αποτελεσματική Προστασία των Μετατροπέων Κατανομής

Ειδικά για τους μετατροπείς με βουτυρωμένη μάζα, η χρήση φορτιστικού διακόπτη με προστατικό βοηθητικό περιοριστικό φυσαλίδα με υψηλή δυνατότητα διακοπής είναι πιο αποτελεσματική από τη χρήση διακόπτη. Κάποιες φορές, ο δεύτερος δεν παρέχει ακόμη και αποτελεσματική προστασία. Σχετικές πληροφορίες δείχνουν ότι όταν ένας μετατροπέας με βουτυρωμένη μάζα έχει σύνδεση σύνδεσης, η πίεση που παράγεται από τον τόξο αυξάνεται, και οι φυσαλίδες που σχηματίζονται από την ατμοποίηση του λαδιού θα καταλάβουν το χώρο που ανήκει στο λάδι. Το λάδι θα μεταφέρει την πίεση στην κάμα του μετατροπέα. Καθώς η σύνδεση συνδέσεων συνεχίζεται, η πίεση αυξάνεται περαιτέρω, προκαλώντας την κάμα να μεταμορφώνεται και να ραγίζει.

Για να αποφευχθεί η καταστροφή της κάμας, η σύνδεση σύνδεσεων πρέπει να επιλυθεί εντός 20 ms. Αν χρησιμοποιηθεί διακόπτης, λόγω της παρουσίας προστατικού συστήματος, πλέον της δικής του χρόνου λειτουργίας και της χρόνου κατάσβεσης του τόξου, η συνολική χρόνος ανοίγματος είναι συνήθως τουλάχιστον 60 ms, ο οποίος δεν μπορεί να παρέχει αποτελεσματική προστασία στον μετατροπέα. Ωστόσο, ο προστατικός βοηθητικός περιοριστικός φυσαλίδας με υψηλή δυνατότητα διακοπής έχει τη λειτουργία γρήγορης διακοπής. Σε συνδυασμό με τη λειτουργία περιορισμού ρεύστη, μπορεί να επιλύσει τη σύνδεση σύνδεσεων και να περιορίσει το ρεύστη σύνδεσης εντός 10 ms, παρέχοντας αποτελεσματική προστασία στον μετατροπέα. Επομένως, οι προστατικοί βοηθητικοί περιοριστικοί φυσαλίδες με υψηλή δυνατότητα διακοπής πρέπει να χρησιμοποιούνται για την προστασία των ηλεκτρικών εξοπλισμών όσο το δυνατόν περισσότερο, αντί για διακόπτες. Ακόμη και αν το φορτίο είναι ένας ξηρός μετατροπέας, η προστασία του φυσαλίδα είναι γρήγορη και καλύτερη από τη χρήση διακόπτη.

1.4.3 Σε Όρους Συντονισμού της Προστασίας Συνδέσεων

Σε περισσότερες περιπτώσεις, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί διακόπτης στην κύκλου - κύρια μονάδα. Αυτό οφείλεται στο ότι οι ρυθμίσεις προστασίας του διακόπτη στην αρχή του κυκλικού δικτύου (δηλαδή, ο διακόπτης 10KV σε έναν 110KV ή 220KV υποσταθμό) είναι συνήθως οι εξής: η χρόνος για αμέση προστασία είναι 0s, η χρόνος για υπερβολική ροή προστασίας είναι 0.5s, και η χρόνος για προστασία μηδενικής ακολουθίας είναι 0.5s. Αν χρησιμοποιηθεί διακόπτης στην κύκλου - κύρια μονάδα, ακόμη και αν η ρύθμιση χρόνου είναι 0s για λειτουργία, λόγω της διασποράς της ίδιας χρόνου λειτουργίας του διακόπτη, είναι δύσκολο να εξασφαλιστεί ότι ο διακόπτης στην κύκλου - κύρια μονάδα, και όχι ο διακόπτης υψηλότερης επιπέδου, λειτουργεί πρώτος.

1.4.4 Ο Προστατικός Βοηθητικός Περιοριστικός Φυσαλίδας με Υψηλή Δυνατότητα Διακοπής Μπορεί να Παρέχει Προστασία για Κατώτερους Εξοπλισμούς

Όπως οι μετατροπείς ρεύστη, τα καλώδια, κλπ. Το πεδίο προστασίας του προστατικού βοηθητικού περιοριστικού φυσαλίδα με υψηλή δυνατότητα διακοπής μπορεί να είναι από το ελάχιστο ρεύστη οριακής διάλυσης (συνήθως 2 - 3 φορές το ρυθμισμένο ρεύστη του φυσαλίδα) μέχρι τη μέγιστη δυνατότητα διακοπής. Η ρεύστη-χρόνος χαρακτηριστική του περιοριστικού φυσαλίδα είναι συνήθως μια αυστηρή αντίστροφη χρονική καμπύλη. Μετά την εμφάνιση σύνδεσης σύνδεσεων, μπορεί να ορίσει και να επιλύσει τη σύνδεση σύνδεσεων σε πολύ μικρό χρόνο. Αν χρησιμοποιηθεί διακόπτης για προστασία, θα αυξηθούν αναπόφευκτα οι απαιτήσεις θερμικής σταθερότητας άλλων ηλεκτρικών συσταδιών, όπως καλώδια, μετατροπείς ρεύστη και κατανομή του μετατροπέα, αυξάνοντας το κόστος των ηλεκτρικών εξοπλισμών και το κόστος του έργου. Εδώ, πρέπει να σημειωθεί ότι όταν χρησιμοποιείται ο συνδυασμός φορτιστικού διακόπτη και προστατικού βοηθητικού περιοριστικού φυσαλίδα με υψηλή δυνατότητα διακοπής, οι δύο πρέπει να συντονιστούν καλά. Όταν ο φυσαλίδας δεν ορίζει σε τρεις φάσεις, ο δακτύλιος του φυσαλίδα πρέπει να ανοίξει αμέσως τον φορτιστικό διακόπτη για να αποφευχθεί η μονοφάση λειτουργία.

2. Σχήματα Συνδέσεων Υψηλής Τάσης για Τελικούς Χρήστες

Το πρότυπο GB14285 - 1993 "Τεχνικός Κώδικας για Προστατικά Συστήματα Συνδέσεων και Αυτόματα Συστήματα Ασφάλειας" καθορίζει ότι όταν επιλέγεται ο προστατικός διακόπτης για μετατροπέα κατανομής, όταν η ικανότητα είναι ίση ή μεγαλύτερη από 800 KVA, πρέπει να επιλεγεί διακόπτης με προστατικό σύστημα συνδέσεων. Αυτή η διάταξη μπορεί να κατανοηθεί με βάση τις ακόλουθες δύο πτυχές ανάγκης:

• Όταν η ικανότητα του μετατροπέα κατανομής φτάνει στα 800 KVA και πάνω, στο παρελθόν, περισσότεροι ήταν μετατροπείς με βουτυρωμένη μάζα και είχαν εγκαταστήσει περιοριστικούς φυσαλίδες. Η χρήση διακόπτη μπορεί να συνεργαστ