Какво е високонапътно комутационно оборудване?
Какво е високонапреговата комутационна апаратура?
Определение на високонапреговата комутационна апаратура
Високонапреговата комутационна апаратура се дефинира като оборудване, което управлява напрежения над 36 кВ, за да осигури безопасно и ефективно разпределение на електроенергията.
Основни компоненти
Високонапреговите автомати, такива като въздушни, маслени, SF6 и вакуумни автомати, са основни за прекъсване на високонапреговите токове.
Основни характеристики на високонапреговия автомат
Основните характеристики, които трябва да бъдат предоставени в високонапреговия автомат, за да се гарантира безопасна и надеждна работа, използвани в високонапреговата комутационна апаратура, трябва да могат да бъдат управявани безопасно при:
Крайни дефекти.
Кратки линейни дефекти.
Магнетизиращ ток на трансформатори или реактори.
Зареждане на дълги предавателни линии.
Зареждане на кондензаторен блок.
Преключване на непоследователни фази.
Въздушен автомат
В този дизайн, поток от високонапрегован компресиран въздух се използва за гасене на дъга между два отделящи се контакта, когато ионизацията на колоната на дъгата е най-малка при нулеви токове.
Маслен автомат
Той е класифициран като маслен автомат с голямо количество масло (BOCB) и минимален маслен автомат (MOCB). В BOCB, единицата за прекъсване е поставена в резервоар с масло на земно потенциал. Тук маслото се използва както като изолиращ, така и като прекъсващ материал. В MOCB, от друга страна, изискването за изолиращо масло може да бъде минимизирано, като единиците за прекъсване се поставят в изолираща камера на жив потенциал на изолаторна колона.
SF6 автомат
Газът SF6 често се използва като средство за гасене на дъга в приложенията с високо напрежение. Газът шестофлуориден сулфур е силно електронегативен, с отлични диелектрични и свойства за гасене на дъга. Тези свойства позволяват дизайнерите на високонапрегови автомати да проектират с по-малки размери и по-кратки разстояния между контактите. Неговата превъзходна изолираща способност също помага в строителството на вътрешна комутационна апаратура за системи с високо напрежение.
Вакуумен автомат
В вакуум, няма допълнителна ионизация между две разделени контакти, след нулев ток. Първоначалната дъга, причинена от това, ще умре веднага след следващото пресичане на нулата, но тъй като няма възможност за допълнителна ионизация, след като токът пресече своята първа нула, гасенето на дъгата е завършено. Въпреки че методът за гасене на дъгата е много бърз в VCB, все още не е подходящо решение за високонапреговата комутационна апаратура, тъй като VCB, направен за много високо напрежение, не е икономически изгоден изобщо.
Видове комутационна апаратура
Изолирана с газ вътрешна тип (GIS),
Изолирана с въздух външна тип.
Управление на дефектите
Обикновено нагрузката, свързана с електроенергийната система, е индуктивна по природа. Поради тази индуктивност, когато краткият ток е прекъснат от автомат, има вероятност за високо повторно възникване на напрежение с високочестотни колебания от порядък няколко стотици Hz. Това напрежение има две части:
Транзиентно възстановяващо напрежение с високочестотни колебания веднага след изгасването на дъгата.След затихване на тези високочестотни колебания, възстановяващото напрежение на сетевата честота се появява между контактите на автомата.
Транзиентно възстановяващо напрежение
Веднага след изгасването на дъгата, транзиентното възстановяващо напрежение се появява между контактите на автомата, с висока честота. Това транзиентно възстановяващо напрежение в крайна сметка се приближава до напрежението на отворената цепен. Това възстановяващо напрежение може да бъде представено като:
Честотата на колебанията е определена от параметрите на цепената L и C. Съпротивлението, присъстващо в електроенергийната цепен, демпфира това транзиентно напрежение. Транзиентното възстановяващо напрежение няма една единствена честота, то е комбинация от много различни честоти поради сложността на електроенергийната мрежа.
Възстановяващо напрежение на сетевата честота
Това е нищо друго, освен напрежението на отворената цепен, което се появява между контактите на автомата, веднага след демпфирания транзиентен процес. В трифазната система, възстановяващото напрежение на сетевата честота се различава в различните фази. То е най-високо в първата фаза.
Ако нейтралната точка на мрежата не е заземена, напрежението между първата полюса, която трябва да бъде изчистена, е 1.5U, където U е фазното напрежение. В заземена нейтрална система, то ще бъде 1.3U. Използването на демпфиращо съпротивление, може да се ограничат величината и скоростта на нарастване на транзиентното възстановяващо напрежение.
Диелектричното възстановяване на средата за гасене на дъгата и скоростта на нарастване на транзиентното възстановяващо напрежение имат голямо влияние върху производителността на автомата, използван в системата за високонапрегова комутационна апаратура. В въздушен автомат, веднъж ионизираният въздух се де-ионизира много бавно, затова въздухът изисква дълго време за възстановяване на диелектричната сила.
Ето защо е предпочитано да се използва малко-стойностно съпротивление на автомата, за да се забави скоростта на нарастване на възстановяващото напрежение. От друга страна, ABCB е по-малко чувствителен към началното възстановяващо напрежение, поради високото напрежение на дъгата в SF6 автомат, средата за прекъсване (SF6) има по-бърза скорост на възстановяване на диелектричната сила, отколкото въздухът. По-ниското напрежение на дъгата прави SF6 CB по-чувствителен към началното възстановяващо напрежение.
В маслен автомат, по време на дъга, наличието на под налягане водороден газ (произведен по време на рекомбинацията на маслото, поради температурата на дъгата) предоставя бързо възстановяване на диелектричната сила веднага след нулевия ток. Затова OCB е по-чувствителен към скоростта на нарастване на възстановяващото напрежение. Той е също по-чувствителен към началното транзиентно възстановяващо напрежение.
Кратки линейни дефекти
Кратки линейни дефекти в предавателната мрежа се дефинират като кратки замъквания, които се появяват в рамките на 5 км от дължината на линията. Двойна честота, въздействаща върху автомата, и разликата в транзиентното възстановяващо напрежение на източника и линията, двете напрежения започват от моментните стойности в противоположната страна на автомата, преди прекъсването.
От страната на източника, напрежението ще колебае с честотата на източника и в крайна сметка ще се приближи до напрежението на отворената цепен. От страната на линията, след прекъсването, заредените заряди, първоначално пътуващи вълни през предавателната линия, тъй като няма привеждащо напрежение от страната на източника, напрежението в крайна сметка става нула поради загубите в линията.
