Mikä on korkeajännitepistorasia?
Mikä on korkean jännitteen kytkentälaite?
Korkean jännitteen kytkentälaitteen määritelmä
Korkean jännitteen kytkentälaite määritellään laitteeksi, joka hallitsee yli 36 kV olevia jännitteitä varmistaakseen turvallisen ja tehokkaan sähköjakelun.
Päärakenteet
Korkean jännitteen sulkijat, kuten ilmanpurkauksen, öljyn, SF6:n ja tyhjiön sulkijat, ovat olennaisia korkean jännitteen virran keskeyttämiseen.
Korkean jännitteen sulkijan olennaiset ominaisuudet
Korkean jännitteen sulkijassa on tarjottava seuraavat olennaiset ominaisuudet, jotta voidaan taata turvallinen ja luotettava toiminta korkean jännitteen kytkentälaitteissa käytetyissä sulkijoissa, jotka on suunniteltu käsittelemään,
Päätepistevirheiden.
Lyhyen linjan virheiden.
Muuntimen tai reaktorin magnetisoivaa virtaa.
Pitkän siirtolinjan aktivointia.
Kondensaattoripankin lataamista.
Epäyhteensovitetun vaihesarjan kytkemistä.
Ilmanpurkauksen sulkija
Tässä suunnittelussa käytetään korkean paineen tiivistettyä ilmaa arkin tukkimiseen kahden erottuvan kontaktin välillä, kun arkkien ionisaatio on vähäisintä nollavirta-aikaan.
Öljysulkija
Tämä on edelleen luokiteltu massiivisen öljysulkijan (BOCB) ja minimiöljysulkijan (MOCB) mukaan. BOCB:ssa keskeytysyksikkö on sijoitettu maanpotentiaalista öljylaakeriin. Tässä öljyä käytetään sekä eristäväksi että keskeyttäväksi mediumiksi. MOCB:ssa puolestaan öljyn eristävä vaatimus voidaan minimoida keskeytysyksiköiden sijoittamalla insuloituun kammiota elohopeapotentiaalilla insulaattoripylvässä.
SF6-sulkija
SF6-kaasu on yleisesti käytetty arkin tukkimiseen korkean jännitteen sovelluksissa. Rikkiheksafluoriidi-kaasu on erittäin elektronegatiivinen, sillä erinomaiset dielektriikka- ja arkitukkimisominaisuudet. Nämä ominaisuudet mahdollistavat korkean jännitteen sulkijoiden suunnittelun pienemmällä kokoluokalla ja lyhyemmällä kontaktivälillä. Sen erityinen eristävä kyky myös auttaa sisäisten korkean jännitteen kytkentälaitteiden rakentamisessa.
Tyhjiön sulkija
Tyhjiössä ei ole lisäionisaatiota kahden erotuneen sähkövirtajohdon välillä, kun virta on nolla. Alkuperäinen arkki kuolee heti seuraavan nollakynnyskäyntiin, mutta koska ei ole mitään lisäionisaation mahdollisuutta, kun virta on ylittänyt ensimmäisen nollan, arkitukkiminen on valmis. Vaikka arkitukkimismenetelmä on hyvin nopea VCB:ssä, se ei ole vielä sopiva ratkaisu korkean jännitteen kytkentälaitteille, sillä hyvin korkealle jännitteelle tehty VCB ei ole taloudellinen.
Kytkentälaitteiden tyypit
Kaasueristetty sisäinen tyyppi (GIS),
Ilmaeristetty ulkoinen tyyppi.
Virheen hallinta
Yleensä sähköjärjestelmään yhdistetty kuorma on induktiivista luonnetta. Tämän induktiivisuuden vuoksi, kun lyhytsolmuvaraus on juuri keskeytetty sulkijalla, on mahdollista korkea uudelleenkuuntuminen korkean taajuuden heilahtelulla muutaman sata Hertzin luokkaa. Tämä jännite koostuu kahdesta osasta
Tilapäinen palautujen jännite korkean taajuuden heilahtelulla välittömästi arkin sammumisen jälkeen.Kun tämä korkean taajuuden heilahtelu on hiljentyneet, palautujen jännite ilmestyy sulkijan yhteyksien välillä.
Tilapäinen palautujen jännite
Arkin sammumisen jälkeen tilapäinen palautujen jännite ilmestyy sulkijan yhteyksien välillä korkean taajuuden kanssa. Tämä tilapäinen palautujen jännite lopulta lähestyy avoimen piirin jännitettä. Tätä palautujen jännitettä voidaan esittää
Heilahtelun taajuus ohjataan piiriparametreillä L ja C. Sähköpiirissä oleva vastus vaimentaa tämän tilapäisen jännitteen. Tilapäinen palautujen jännite ei ole yksittäistä taajuutta, se on monien eri taajuusten yhdistelmä sähköverkon monimutkaisuuden vuoksi.
Palautujen jännite sähkötaajuudella
Tämä on avoimen piirin jännite, joka ilmestyy sulkijan yhteyksien välillä, kun tilapäinen palautujen jännite on hiljennyssä. Kolmifaseisessa järjestelmässä palautujen jännite vaihtelee eri fasiissa. Se on suurin ensimmäisessä faasissa.
Jos verkon neutraali ei ole maanjätetty, jännite ensimmäisen selitettäväksi pylonin välillä on 1.5U, missä U on faasin jännite. Maanjätetyssä neutraalisessa järjestelmässä se on 1.3U. Tampovastuksen avulla tilapäisen palautujen jännitteen suuruuden ja nousunopeuden voidaan rajoittaa.
Arkin tukkimismeduumin dielektriikkaisen palautumisen ja tilapäisen palautujen jännitteen nousunopeuden on suuri vaikutus korkean jännitteen kytkentälaitteissa käytettyihin sulkijoihin. Ilmanpurkauksen sulkijassa kerran ionisoitu ilma de-ionisoituu hyvin hitaasti, joten ilma vie pitkän ajan dielektriikkaisen vahvuuden palautumiseen.
Siksi on suositeltavaa käyttää alhaisen arvon sulkijaresistoria hidastamaan palautujen jännitteen nousunopeutta.
Toisaalta ABCB on vähemmän herkkä alkuperäiselle palautujen jännitteelle korkean arkin jännitteen vuoksi SF6-sulkijassa, jossa keskeyttävä mediumi (SF6) palautuu nopeammin dielektriikkaiseen vahvuuteen kuin ilma. Alhainen arkin jännite tekee SF6-sulkijasta herkemmän alkuperäiselle palautujen jännitteelle.
Öljysulkijassa arkin aikana syntyvä painostettu vetykaasu (joka syntyy öljyn rekombinaation aikana arkin lämpötilan vuoksi) tarjoaa nopean dielektriikkaisen vahvuuden palautumisen välittömästi nollavirta-aikaan. Siksi OCB on herkempi palautujen jännitteen nousunopeuden suhteen. Se on myös herkempi alkuperäiselle tilapäiselle palautujen jännitteelle.
Lyhyt linjavirhe
Lyhyt linjavirhe siirtolinjaverkossa määritellään lyhytsolmuvirheiksi, jotka tapahtuvat viiden kilometrin sisällä linjan pituudesta. Kaksinkertainen taajuus vaikuttaa sulkijaan ja lähde- ja linjasivun välisen tilapäisen palautujen jännitteen ero, molemmat jännitteet alkavat hetkellisistä arvoista sulkijoiden sulkeutumisen aikana ennen keskeyttämistä.
Lähdepuolella jännite heilahtelee lähdevaiheen taajuudella ja lopulta lähestyy avoimen piirin jännitettä. Linjasivulla, keskeyttämisen jälkeen, jäädytettyjen ladannosten alkuperäiset kulkevat aallot siirtolinjalla, koska emolevyn puolella ei ole ajastetta, jännite lopulta tulee nollaksi linjahäviöiden vuoksi.
