Kaj je visokonapetostna preklopnika?

Kaj je visokonapetostna preklopnika?

Definicija visokonapetostne preklopnike

Visokonapetostna preklopnika je oprema, ki upravlja napetosti nad 36 kV, da zagotovi varno in učinkovito distribucijo električne energije.

Glavni komponenti

Visokonapetostni preklopniki, kot so zračni, naftni, SF6 in vakuumski preklopniki, so ključni za prekinjanje visokonapetostnih tokov.

Temeljne značilnosti visokonapetostnega preklopnika

Temeljne značilnosti, ki jih morajo imeti visokonapetostni preklopniki, da zagotovijo varno in zanesljivo delovanje preklopnikov v visokonapetostni preklopniki, morajo biti sposobni varnega delovanja za,

• Konečne napake.

• Napake na kratkih linijah.

• Magnetizacijski tok transformatorjev ali reaktorjev.

• Zaganjanje dolgih prenosnih linij.

• Nalaganje kondenzatorskih bank.

• Preklapljanje izvenfaznih zaporedij.

Zračni preklopnik

V tej konstrukciji se uporablja pojas visokonapetostnega stlačenega zraka za utrljanje luka med dvema ločujočima kontaktoma, ko je ionizacija stolpa luka najmanjša pri ničelnem toku.

Naftni preklopnik

Ta je nadalje razdeljen na masni naftni preklopnik (BOCB) in minimalni naftni preklopnik (MOCB). V BOCB je prekinitvena enota postavljena znotraj naftevne cisterne z potencialom zemlje. Tukaj se nafta uporablja kot izolirno in prekinitveno sredstvo. Pri MOCB pa se zahteva za izolirno nafto lahko zmanjša tako, da se prekinitvene enote postavijo v izolirno komoro na živega potenciala na izolatorju.

SF6 preklopnik

SF6 plin se pogosto uporablja kot sredstvo za utrljanje luka v visokonapetostnih aplikacijah. Plin šestfluorid svibine je zelo elektroodporn, z odličnimi dielektričnimi in utrljalnimi lastnostmi. Te lastnosti omogočajo, da se visokonapetostni preklopniki oblikujejo z manjšimi dimenzijami in krajšimi kontakti. Njegova odlična izolirna sposobnost tudi pomaga pri gradnji notranjih preklopnikov za visokonapetostne sisteme.

Vakuumski preklopnik

V vakumu ni večje ionizacije med dvema ločenima tokonosilnima kontaktoma, po ničelnem toku. Začetni luk, ki ga povzroči, umre takoj po naslednjem preseku ničle, toda ker ni nobene možnosti za nadaljnjo ionizacijo, ko je tok presegel svojo prvo ničlo, je utrljanje luka dokončano. Čeprav je metoda utrljanja luka zelo hitra v VCB, to ni primerna rešitev za visokonapetostne preklopnike, saj VCB, izdelan za zelo visoke napetosti, sploh ni ekonomičen.

Vrste preklopnikov

• Gazo izolirani notranji tip (GIS),

• Zračno izolirani zunanji tip.

Upravljanje napak

Splošno je breme, povezano s sistemom oskrbe z električno energijo, induktivne narave. Zaradi te indukcije, ko preklopnik prekine kratkopotečni tok, obstaja možnost visoke ponovne napetosti visokofrekvenčnih oscilacij v redni velikosti nekaj sto Hz. Ta napetost ima dva dela

Prenaslovna oporavna napetost s visokofrekvenčnimi oscilacijami takoj po izginotju luka.Po zamiru teh visokofrekvenčnih oscilacij se pojavi oporavna napetost strmke napetosti na kontaktih CB.

Prenaslovna oporavna napetost

Takoj po izginotju luka se prenaslovna oporavna napetost pojavi na kontaktih CB s visoko frekvenco. Ta prenaslovna oporavna napetost se končno približa napetosti odprtih kontaktnih točk. Ta oporavna napetost se lahko predstavi kot

Frekvenca oscilacij je odvisna od parametrov kruga L in C. Upornost, prisotna v električnem krugu, utiha to prenaslovno napetost. Prenaslovna oporavna napetost nima le ene frekvence, temveč je kombinacija mnogih različnih frekvenc zaradi kompleksnosti električnega omrežja.

Oporavna napetost strmke napetosti

To je nič drugega kot napetost odprtih kontaktnih točk, ki se pojavi na kontaktih CB, takoj po utihitvi prenaslovne oporavne napetosti. V tri-faznem sistemu se oporavna napetost strmke napetosti razlikuje v različnih fazah. Najvišja je v prvi fazi. 

Če je neutrale omrežja nezazemljena, je napetost med prvim polom, ki bo izčiščen, 1,5U, kjer je U fazna napetost. V zazemljenem neutralnem sistemu bo 1,3U. S uporabo utirnega upora se lahko omeji velikost in stopnja rasti prenaslovne oporavne napetosti. 

Dielektrično oporavno sredstvo za utrljanje luka in stopnja rasti prenaslovne oporavne napetosti imata velik vpliv na delovanje preklopnika, uporabljenega v visokonapetostnem preklopniku. V zračnem preklopniku je ioniziran zrak zelo počasi de-ioniziran, zato zrak traja dolgo, da se oporavi dielektrična moč. 

Zaradi tega je bolje uporabiti nizek-vrednostni utirni upor, da se počasi stopnja rasti oporavne napetosti. Na drugi strani je ABCB manj občutljiv na začetno oporavno napetost zaradi visoke luko napetosti v SF6 preklopniku, prekinitveno sredstvo (SF6) ima hitrejšo stopnjo oporave dielektrične moči, kot zrak. Nižja luko napetost naredi SF6 CB bolj občutljiv na začetno oporavno napetost.

V naftnem preklopniku, med lukom, podtlačeni vodikov plin (izdelan zaradi rekompleksiranja nafte zaradi temperature luka) zagotavlja hitro oporavo dielektrične moči takoj po ničelnem toku. Zato je OCB bolj občutljiv na stopnjo rasti oporavne napetosti. Prav tako je bolj občutljiv na začetno prenaslovno oporavno napetost.

Kratka napaka na črti

Kratka napaka v prenosnem omrežju se definira kot kratkopotečne napake, ki se pojavijo znotraj 5 km dolžine črte. Dvojna frekvenca, ki se vnese na preklopnik, in razlika med prenaslovno oporavno napetostjo na viru in na strani črte, obe napetosti začnejo s trenutnimi vrednostmi pred prekinitvijo preklopnika.

Na strani oskrbe bo napetost oscilirala na frekvenci oskrbe in končno pristane na napetosti odprtih kontaktnih točk. Na strani črte, po prekinitvi, zaprti naboji začnejo s potovanjem po prenosni črti, ker ni gonilne napetosti na gonilni strani, napetost končno postane nič zaradi izgub v črti.