Hvad er højspændingsafbrydere?

Hvad er højspændingsbryderudstyr?

Definition af højspændingsbryderudstyr

Højspændingsbryderudstyr defineres som udstyr, der håndterer spændinger over 36 kV for at sikre sikkert og effektiv strømforsyning.

Hovedkomponenter

Højspændingsbrydere, såsom luftblast-, olie-, SF6- og vakuum-brydere, er afgørende for at afbryde højspændingsstrømme.

Væsentlige egenskaber af højspændingsbrydere

De væsentlige egenskaber, der skal være til stede i højspændingsbrydere, for at sikre sikkert og pålideligt drift, må bryderne, der anvendes i højspændingsbryderudstyr, kunne drives sikkert for,

• Terminalfejl.

• Korte linjefejl.

• Transformer eller reaktorer magnetiseringsstrøm.

• Energisering af lange transmissionslinjer.

• Opladning af kondensatorbank.

• Skiftning af ude fasefølge.

Luftblastbryder

I denne konstruktion bruges en blast af højtryks komprimeret luft til at kvæle bue mellem to adskilte kontakter, når buen er mindst ioniseret ved strøm nul.

Oliebryder

Dette er yderligere klassificeret som bulk oliebryder (BOCB) og minimum oliebryder (MOCB). I BOCB er afbrydningen placeret inden for en olie-tank med jordpotentiale. Her bruges olien både som isolerende og afbrydende medium. I MOCB, på den anden side, kan kravet om isolerende olie minimere ved at placere afbrydningen i en isolerende kammer på levende potentiale på en isolator søjle.

SF6 Bryder

SF6-gas anvendes ofte som et kvælende medium i højspændingsapplikationer. Sulfurhexafluoridgas er højeligt negativt, med fremragende dielektriske og kvælende egenskaber. Disse egenskaber gør det muligt at designe højspændingsbrydere med mindre dimensioner og kortere kontaktmellemrum. Dens superiore isolationskapacitet hjælper også med at konstruere indendørs type bryderudstyr til højspændingssystemer.

Vakuum-Bryder

I et vakuum er der ingen yderligere ionisering mellem to adskilte strømførende kontakter, efter strøm nul. Den initielle bue, der opstår, vil dø snart efter næste nulpunkt, men da der ikke er noget forudsat for yderligere ionisering, når strømmen har passerede sit første nulpunkt, er buekvælningen fuldført. Selvom buekvælningsmetoden er meget hurtig i VCB, er det dog ikke en passende løsning for højspændingsbryderudstyr, da VCB lavet for meget høje spændingsniveauer ikke er økonomisk.

Typer af bryderudstyr

• Gasisoleret indendørs type (GIS),

• Luftisoleret udendørs type.

Fejlhåndtering

Generelt er belastningen forbundet til strømsystemet induktiv i sin natur. På grund af denne induktance, når kortslutningsstrøm netop afbrydes af en bryder, er der en chance for høj genstartningsspænding af højfrekvensoscillation i orden af få hundrede Hz. Denne spænding har to dele

Transient genopretningsspænding med højfrekvensoscillation umiddelbart efter bueudslukning.Efter denne højfrekvensoscillation dør ud, viser sig strømfrekvensgenopretningsspænding på tværs af bryderkontakterne.

Transient Genopretningsspænding

Lige efter udslukning af bue, viser sig transient genopretningsspænding på tværs af bryderkontakterne, med høj frekvens. Denne transient genopretningsspænding nærmer sig sidst åben kredsløbs spænding. Denne genopretningsspænding kan repræsenteres som

Frekvensen af oscillation styres af kredsløbsparametre L og C. Modstanden i strømkredsløbet dæmper denne transient spænding. Transient genopretningsspænding har ikke en enkelt frekvens, det er en kombination af mange forskellige frekvenser på grund af strømnets kompleksitet.

Strømfrekvens Genopretningsspænding

Dette er intet andet end åben kredsløbs spænding, der vises på tværs af bryderkontakterne, lige efter at transient genopretningsspændingen er dæmpet. I tre-fase system varierer strømfrekvensgenopretningsspændingen i forskellige faser. Det er højest i den første fase. 

Hvis nettets neutrale ikke er jordet, er spændingen på tværs af den første pol, der skal ryddes, 1,5U, hvor U er fasespændingen. I et jordet neutralsystem, vil det være 1,3U. Ved at bruge dæmpningsmodstand, kan størrelsen og hastigheden af stigningen i transient genopretningsspænding begrænses. 

Dielektrisk genopretning af buekvælningen medium og hastighed af stigningen i transient genopretningsspænding har stor indflydelse på ydeevnen af bryderen, der anvendes i højspændingsbryderudstyr. I en luftblastbryder, når ioniseret luft de-ioniseres meget langsomt, tager luften lang tid at genoprette dielektrisk styrke. 

Derfor er det foretrukkeligt at bruge lav-værdi brydermodstand for at sænke hastigheden af stigningen i genopretningsspænding.

På den anden side er ABCB mindre følsom for den initielle genopretningsspænding på grund af høj buespænding i SF6 bryder, hvor afbrydende medium (SF6) har hurtigere genopretning af dielektrisk styrke, end luft. Lavere buespænding gør SF6 bryder mere følsom for den initielle genopretningsspænding.

I oliebryder, under bue, hvor pressuriseret brintgas (produceret under genforening af olie på grund af buetemperatur) giver hurtig genopretning af dielektrisk styrke umiddelbart efter strøm nul. Derfor er OCB mere følsom for hastigheden af stigningen i genopretningsspænding. Det er også mere følsomt for den initielle transient genopretningsspænding.

Kort linjefejl

Kort linjefejl i transmissionsnettet defineres som kortslutningsfejl, der opstår inden for 5 km af linjens længde. Dubbel frekvens påføres bryderen, og forskellen mellem kilde- og linjeside transient genopretningsspænding, begge spændinger starter fra øjeblikkelige værdier ved modstand af bryderen før afbrydelsen.

På forsynings siden vil spændingen oscillerer ved forsyningsfrekvens og nærmer sig sidst åben kredsløbs spænding. På linjesiden, efter afbrydelsen, bliver fastholdte ladninger initieret til at rejse gennem transmissionslinjen, da der ikke er drivspænding på drivsiden, bliver spændingen sidst nul pga. linjetab.