Ano ang High Voltage Switchgear?

Ano ang High Voltage Switchgear?

Pangangailangan ng High Voltage Switchgear

Ang high voltage switchgear ay inilalarawan bilang kagamitan na nagmamanage ng mga voltages na higit sa 36KV upang matiyak ang ligtas at epektibong distribusyon ng enerhiya.

Pangunahing Komponente

Ang mga high voltage circuit breakers, tulad ng air blast, oil, SF6, at vacuum circuit breakers, ay mahalaga para sa pag-interrupt ng mataas na voltages na current.

Mahahalagang Katangian ng High Voltage Circuit Breaker

Ang mga mahahalagang katangian na dapat ibigay sa high voltage circuit breaker, upang matiyak ang ligtas at maaswang operasyon ng mga breakers na ginagamit sa high voltage switchgear, ay dapat maging capable ng safe operation para sa,

• Terminal faults.

• Maikling line faults.

• Transformer o reactors magnetizing current.

• Pag-energize ng mahabang transmission line.

• Charging capacitor bank.

• Switching ng out of phase sequence.

Air Blast Circuit Breaker

Sa disenyo na ito, isang blast ng mataas na presyur na compressed air ang ginagamit para quench ang arc sa pagitan ng dalawang detaching contacts, kapag ang ionization ng arc column ay pinakamababa sa zero na current.

Oil Circuit Breaker

Ito ay mas lalo pa naiskedyular bilang bulk oil circuit breaker (BOCB) at minimum oil circuit breaker (MOCB). Sa BOCB, ang interrupting unit ay nakalagay sa loob ng isang oil tank na may earth potential. Dito, ang oil ay ginagamit bilang insulating at interrupting medium. Sa MOCB naman, ang requirement ng insulating oil ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng paglalagay ng interrupting units sa isang insulating chamber sa live potential sa isang insulator column.

SF6 Circuit Breaker

Ang SF6 gas ay karaniwang ginagamit bilang arc quenching medium sa mga high voltage applications. Ang sulfur hexafluoride gas ay napaka-electronegative, may mahusay na dielectric at arc quenching properties. Ang mga katangiang ito ay nagbibigay-daan para sa high voltage circuit breakers na makuha ang mas maliit na sukat at mas maikling contact gaps. Ang kanyang superior insulating ability din ay tumutulong sa pagbuo ng indoor type switchgear para sa high voltage systems.

Vacuum Circuit Breaker

Sa isang vacuum, walang karagdagang ionization sa pagitan ng dalawang hiwalay na current carrying contacts, pagkatapos ng zero current. Ang unang arc ay dulot nito ay mamamatay kaagad sa susunod na zero crossing ngunit dahil walang provision para sa karagdagang ionization kapag ang current ay lumampas sa kanyang unang zero, natatapos ang arc quenching. Bagama't ang paraan ng arc quenching ay napakabilis sa VCB, hindi pa rin ito ang magandang solusyon para sa high voltage switchgear, dahil ang VCB na gawa para sa napakataas na voltage level ay hindi ekonomiko.

Mga Uri ng Switchgear

• Gas Insulated Indoor Type (GIS),

• Air Insulated Outdoor Type.

Fault Management

Karaniwan, ang load na konektado sa power system ay may indiktibong natura. Dahil sa indiktansi, kapag ang short circuit current ay kanalang interumpido ng circuit breaker, may posibilidad ng mataas na restriking voltage ng mataas na frequency oscillation sa order ng ilang hundred Hz. Ang voltage na ito ay may dalawang bahagi

Transient recovery voltage na may mataas na frequency oscillation agad pagkatapos ng arc extinction.Pagkatapos mawala ang mataas na frequency oscillation, ang power frequency recover voltage ay lumilitaw sa ibabaw ng CB contacts.

Transient Recovery Voltage

Agad pagkatapos ng extinction ng arc, ang transient recovery voltage ay lumilitaw sa ibabaw ng CB contacts, may mataas na frequency. Ang transient recovery voltage na ito ay dahan-dahang lumapit sa open circuit voltage. Ang recovery voltage na ito ay maaaring ipakita bilang

Ang frequency ng oscillation ay pinamumunuan ng circuit parameter L at C. Ang resistance na naroon sa power circuit ay nagdamp ng transient voltage. Ang transient recovery voltage ay hindi may iisang frequency, ito ay isang kombinasyon ng maraming iba't ibang frequencies dahil sa komplikadong power network.

Power Frequency Recovery Voltage

Ito ay wala kundi open circuit voltage na lumilitaw sa ibabaw ng CB contacts, agad pagkatapos ng transient recovery voltage ay nadamp. Sa three phase system, ang power frequency recovery voltage ay may pagkakaiba-iba sa iba't ibang phase. Ito ay pinakamataas sa unang phase. 

Kung ang network neutral ay hindi grounded, ang voltage sa ibabaw ng unang pole na sisirain ay 1.5U kung saan U ang phase voltage. Sa isang grounded neutral system, ito ay 1.3U. Sa pamamagitan ng damping resistor, ang magnitude at rate of rising ng transient recovery voltage ay maaaring limitahan. 

Ang dielectric recovery ng arc quenching medium at rate of rising ng transient recovery voltage ay may malaking impluwensya sa performance ng circuit breaker na ginagamit sa high voltage switchgear system. Sa isang air blast circuit breaker, ang ionized air ay de-ionized nang napakabagal, kaya ang air ay kailangan ng mahabang panahon upang makamit ang dielectric strength. 

Dahil dito, mas gusto ang paggamit ng mababang halaga ng breaker resistor upang baguhin ang rate of rising ng recovery voltage.

Sa kabilang banda, ang ABCB ay mas kaunti ang sensitibo sa initial recovery voltage dahil sa mataas na arc voltage sa SF6 circuit breaker, ang interrupting medium (SF6) ay may mas mabilis na rate of recovery ng dielectric strength, kaysa sa air. Mas mababang arc voltage nagpapataas ng sensitibidad ng SF6 CB sa initial recovery voltage.

Sa oil circuit breaker, habang may arc, ang pressurized hydrogen gas (na nabuo dahil sa recombination ng oil dahil sa temperatura ng arc) ay nagbibigay ng mabilis na recovery ng dielectric strength agad pagkatapos ng zero current. Kaya ang OCB ay mas sensitibo sa rate of rise ng recovery voltage. Ito rin ay mas sensitibo sa initial transient recovery voltage.

Short Line Fault

Ang short line fault sa transmission network ay inilalarawan bilang short circuit faults na nangyari, sa loob ng 5 km ng haba ng line. Double frequency na inimprenta sa circuit breaker at ang pagkakaiba ng source at line side transient recovery voltage, parehong voltages ay nagsisimula sa instantaneous values sa opposition ng circuit breakers bago ang interruption.

Sa supply side, ang voltage ay osilosip sa supply frequency at dahan-dahang lumapit sa open circuit voltage. Sa line side, pagkatapos ng interruption, ang trapped charges na initial traveling waves sa pamamagitan ng transmission line, dahil walang driving voltage sa driving side, ang voltage ay dahan-dahang naging zero dahil sa line losses.