Hva er høyspenningsbrytere?

Hva er høyspenningsbrytere?

Definisjon av høyspenningsbrytere

Høyspenningsbrytere er definert som utstyr som håndterer spenninger over 36 kV for å sikre trygg og effektiv strømforsyning.

Hovedkomponenter

Høyspenningsbrytere, som luftblåsbrytere, oljebrytere, SF6-brytere og vakuum-brytere, er nødvendige for å avbryte høystrøm.

Nødvendige egenskaper for høyspenningsbrytere

De nødvendige egenskapene som må være til stede i høyspenningsbrytere, for å sikre trygg og pålitelig drift, må kunne opereres sikkert for,

• Terminalfeil.

• Kortslutningsfeil på kort linje.

• Transformator eller reaktor magnetiseringsstrøm.

• Energisering av lange transmissionslinjer.

• Oplading av kondensatorbank.

• Skifting av faseforskjell.

Luftblåsbryter

I denne konfigurasjonen brukes et presset luftpust for å kvæse bue mellom to skillede kontakter, når buens ionisering er minst ved nullstrøm.

Oljebryter

Dette er videre klassifisert som bulk oljebryter (BOCB) og minimum oljebryter (MOCB). I BOCB er avbrytningen plassert inni en oljetank med jordpotensial. Her brukes oljen både som isolerende og avbrytende medium. I MOCB derimot, kan behovet for isolerende olje minimaliseres ved å plassere avbrytningsenheter i en isolerende kammer ved levende potensial på en isolatorstolpe.

SF6-bryter

SF6-gass brukes ofte som et buekvæsende medium i høyspenningsapplikasjoner. Sulfur heksafluoridgass er sterkt elektronegativ, med fremragende dielektriske og buekvæsende egenskaper. Disse egenskapene gjør at høyspenningsbrytere kan designes med mindre dimensjoner og kortere kontaktavstander. Dets superiøre isolerende evne hjelper også med å konstruere inngående type brytere for høyspenningsystemer.

Vakuum-bryter

I et vakuum forekommer det ingen ytterligere ionisering mellom to skillede strømbærende kontakter etter nullstrøm. Den opprinnelige bue forårsaket av den vil dø så snart neste nullkryssing, men da det ikke er noen mulighet for ytterligere ionisering når strømmen har passert sin første null, er buekvæsningen fullført. Selv om buekvæsningmetoden er veldig rask i VCB, er det ikke en passende løsning for høyspenningsbrytere, da VCB laget for veldig høye spenningsnivåer ikke er økonomisk.

Typer brytere

• Gass-isoleret indendørs type (GIS),

• Luft-isoleret utendørs type.

Feilhåndtering

Generelt er lasten koblet til strømsystemet induktiv i natur. På grunn av denne induktansen, når kortslutningsstrøm bare avbrytes av en bryter, er det en sjanse for høy gjenoppstartingsvoltage med høyfrekvensoscillasjon i orden av noen hundre Hz. Denne voltage har to deler

Overgangsrecovery voltage med høyfrekvensoscillasjon umiddelbart etter buens utslukking.Etter at denne høyfrekvensoscillasjonen døner ut, viser strømfrekvens recovery voltage seg over CB-kontaktene.

Overgangsrecovery voltage

Umiddelbart etter buens utslukking viser overgangsrecovery voltage seg over CB-kontaktene, med høy frekvens. Denne overgangsrecovery voltage nærmer seg til slutt åpenkrets voltage. Denne recovery voltage kan representeres som

Frekvensen av oscillasjon styres av krettsparametre L og C. Motstanden i strømkretten demper denne overgangsvoltage. Overgangsrecovery voltage har ikke en enkelt frekvens, det er en kombinasjon av mange ulike frekvenser på grunn av kompleksiteten i strømnettverket.

Strømfrekvens recovery voltage

Dette er ingenting annet enn åpenkrets voltage som viser seg over CB-kontaktene, umiddelbart etter at overgangsrecovery voltage er dempet. I trefas system varierer strømfrekvens recovery voltage i forskjellige faser. Det er høyest i den første fasen. 

Hvis nettverksneutralen ikke er jordet, er voltage over den første polen som skal ryddes 1,5U hvor U er fasespanningen. I et jordet neutralsystem, vil det være 1,3U. Ved bruk av demperresistor, kan størrelsen og hastigheten av overgangsrecovery voltage begrenses. 

Dielektrisk recovery av buekvæsende medium og hastigheten av overgangsrecovery voltage har stor innflytelse på ytingen av brytere brukt i høyspenningsbrytersystem. I en luftblåsbryter, blir en gang ionisert luft de-ionisert veldig sakte, slik at luften tar lang tid å gjenopprette dielektrisk styrke. 

Derfor er det foretrukket å bruke lavverdi bryterresistor for å senke hastigheten av voltage-stigning.

På den andre siden er ABCB mindre sensitiv for den initielle recovery voltage på grunn av høy buevoltage i SF6-bryter, interrupteringsmedium (SF6) har raskere rate av recovery av dielektrisk styrke, enn luft. Lavere buevoltage gjør SF6 CB mer sensitiv for den initielle recovery voltage.

I oljebryter, under bue med presset hydrogen gas (produsert under rekombinasjon av olje på grunn av buevarme) gir rask gjenopprettelse av dielektrisk styrke umiddelbart etter nullstrøm. Derfor er OCB mer sensitiv for hastigheten av voltage-stigning. Det er også mer sensitiv for initiell overgangsrecovery voltage.

Kort linje feil

Kort linje feil i transmisjonsnettverket defineres som kortslutningsfeil som oppstår, innen 5 km av linjelengden. Dobbel frekvens påført bryteren og forskjellen mellom kilde- og linjeside overgangsrecovery voltage, begge voltage starter fra øyeblikksverdier ved motsetningen av bryterne før avbrytelsen.

På leveransesiden vil voltage oscillere ved leveransefrekvens og nærme seg til slutt åpenkrets voltage. På linjesiden, etter avbrytelsen, trappede ladninger initielle reisende bølger gjennom transmisjonslinjen, siden det ikke er noen drivende voltage på kjøresiden, vil voltage til slutt bli null på grunn av linjeforbruk.