อะไรคืออุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง

อะไรคืออุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง?

คำนิยามของอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง

อุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูงถูกกำหนดให้เป็นอุปกรณ์ที่จัดการกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 36KV เพื่อให้มั่นใจในการกระจายพลังงานอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

ส่วนประกอบหลัก

วงจรตัดกระแสแรงดันสูง เช่น วงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบลมแรง น้ำมัน SF6 และวิญญาณ เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตัดกระแสไฟฟ้าแรงดันสูง

คุณสมบัติสำคัญของวงจรตัดกระแสแรงดันสูง

คุณสมบัติสำคัญที่ควรให้ในวงจรตัดกระแสแรงดันสูง เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานอย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ วงจรตัดกระแสที่ใช้ในอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง ต้องสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยสำหรับ

• ความผิดปกติที่ขั้ว

• ความผิดปกติของสายส่งสั้น

• กระแสแม่เหล็กของหม้อแปลงหรือเครื่องปฏิกรณ์

• การส่งพลังงานผ่านสายส่งระยะไกล

• การชาร์จแบงก์คอนเดนเซอร์

• การเปลี่ยนเฟสลำดับที่ไม่ตรงกัน

วงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบลมแรง

ในแบบออกแบบนี้ ลมแรงที่ถูกอัดด้วยความดันสูงถูกใช้เพื่อดับอาร์คระหว่างสองตัวต่อเมื่อความหนาแน่นของอาร์คต่ำที่สุดที่กระแสศูนย์

วงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบน้ำมัน

นี่ถูกจำแนกออกเป็นวงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบน้ำมันจำนวนมาก (BOCB) และวงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบน้ำมันน้อย (MOCB) ใน BOCB หน่วยตัดกระแสถูกวางไว้ภายในถังน้ำมันที่มีศักย์พื้นดิน ที่นี่น้ำมันถูกใช้เป็นทั้งสารฉนวนและสารตัดกระแส ในขณะที่ MOCB ปริมาณน้ำมันฉนวนที่ต้องการสามารถลดลงได้โดยการวางหน่วยตัดกระแสในห้องฉนวนที่มีศักย์แรงบนเสาฉนวน

วงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบ SF6

แก๊ส SF6 ถูกใช้เป็นสารดับอาร์คในแอปพลิเคชันแรงดันสูง แก๊สซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าลบสูง พร้อมคุณสมบัติฉนวนและดับอาร์คที่ยอดเยี่ยม คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้วงจรตัดกระแสแรงดันสูงสามารถออกแบบให้มีขนาดเล็กลงและช่องว่างระหว่างตัวต่อสั้นลง ความสามารถฉนวนที่เหนือกว่ายังช่วยในการสร้างสวิตช์เกียร์ประเภทภายในสำหรับระบบแรงดันสูง

วงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบวิญญาณ

ในสภาพวิญญาณ ไม่มีการไอออนิกใด ๆ ระหว่างตัวต่อที่แยกจากกันหลังจากกระแสศูนย์ อาร์คเริ่มแรกจะตายทันทีเมื่อมีการข้ามศูนย์ครั้งต่อไป แต่เนื่องจากไม่มีการเตรียมการสำหรับการไอออนิกเมื่อกระแสข้ามศูนย์ครั้งแรก การดับอาร์คจะเสร็จสมบูรณ์ แม้ว่าวิธีการดับอาร์คใน VCB จะรวดเร็วมาก แต่ยังไม่เป็นทางออกที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง เนื่องจาก VCB ที่ทำสำหรับระดับแรงดันสูงมากไม่คุ้มค่าเลย

ประเภทของสวิตช์เกียร์

• สวิตช์เกียร์ประเภทภายในที่ฉนวนก๊าซ (GIS)

• สวิตช์เกียร์ประเภทภายนอกที่ฉนวนอากาศ

การจัดการความผิดปกติ

โดยทั่วไปโหลดที่เชื่อมต่อกับระบบพลังงานมีลักษณะเหนี่ยวนำ เนื่องจากความเหนี่ยวนำนี้ เมื่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรถูกตัดโดยวงจรตัดกระแส มีโอกาสที่แรงดันฟื้นคืนที่สูงของความถี่สูงในระดับหลายร้อย Hz แรงดันนี้มีสองส่วน

แรงดันฟื้นคืนชั่วขณะพร้อมความถี่สูงทันทีหลังจากการดับอาร์คหลังจากความถี่สูงนี้หายไป แรงดันฟื้นคืนที่ความถี่ของพลังงานปรากฏขึ้นที่ตัวต่อของวงจรตัดกระแส

แรงดันฟื้นคืนชั่วขณะ

ทันทีหลังจากการดับอาร์ค แรงดันฟื้นคืนชั่วขณะปรากฏขึ้นที่ตัวต่อของวงจรตัดกระแส ด้วยความถี่สูง แรงดันฟื้นคืนชั่วขณะนี้สุดท้ายเข้าใกล้แรงดันวงจรเปิด แรงดันฟื้นคืนนี้สามารถแสดงเป็น

ความถี่ของการสั่นสะเทือนถูกควบคุมโดยพารามิเตอร์วงจร L และ C ความต้านทานที่มีอยู่ในวงจรพลังงานช่วยลดแรงดันชั่วขณะนี้ แรงดันฟื้นคืนชั่วขณะไม่มีความถี่เดียว แต่เป็นการรวมกันของความถี่ที่แตกต่างกันเนื่องจากความซับซ้อนของเครือข่ายพลังงาน

แรงดันฟื้นคืนที่ความถี่ของพลังงาน

นี่คือแรงดันวงจรเปิดที่ปรากฏขึ้นที่ตัวต่อของวงจรตัดกระแส หลังจากแรงดันฟื้นคืนชั่วขณะหายไป ในระบบสามเฟส แรงดันฟื้นคืนที่ความถี่ของพลังงานแตกต่างกันในเฟสที่ต่างกัน มันสูงที่สุดในเฟสแรก

หากศูนย์กลางเครือข่ายไม่ได้ต่อกราวด์ แรงดันที่ข้ามโพลแรกที่จะเคลียร์คือ 1.5U ที่ U คือแรงดันเฟส ในระบบศูนย์กลางที่ต่อกราวด์ มันจะเป็น 1.3U โดยใช้ตัวต้านทานการดับ ขนาดและความเร็วของการเพิ่มขึ้นของแรงดันฟื้นคืนชั่วขณะสามารถจำกัดได้

การฟื้นคืนของสารดับอาร์คและอัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันฟื้นคืนชั่วขณะมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของวงจรตัดกระแสที่ใช้ในระบบสวิตช์เกียร์แรงดันสูง ในวงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบลมแรง อากาศที่ถูกไอออนิกจะถูกดีไอออนิกอย่างช้าๆ ดังนั้นอากาศใช้เวลานานในการฟื้นคืนกำลังฉนวน

นั่นคือเหตุผลที่ควรใช้ตัวต้านทานวงจรตัดกระแสที่มีค่าต่ำเพื่อลดอัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันฟื้นคืน ในขณะที่ ABCB มีความไวต่อแรงดันฟื้นคืนเริ่มแรกน้อยกว่าเนื่องจากแรงดันอาร์คสูงในวงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบ SF6 สารตัดกระแส (SF6) มีอัตราการฟื้นคืนกำลังฉนวนเร็วกว่าอากาศ แรงดันอาร์คต่ำทำให้วงจรตัดกระแส SF6 ไวต่อแรงดันฟื้นคืนเริ่มแรกมากขึ้น

ในวงจรตัดกระแสแรงดันสูงแบบน้ำมัน ระหว่างอาร์ค แก๊สไฮโดรเจนที่ถูกอัด (ผลิตจากน้ำมันเนื่องจากอุณหภูมิอาร์ค) ช่วยให้การฟื้นคืนกำลังฉนวนทันทีหลังจากกระแสศูนย์ ดังนั้น OCB ไวต่ออัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันฟื้นคืน นอกจากนี้ยังไวต่อแรงดันฟื้นคืนชั่วขณะเริ่มแรก

ความผิดปกติของสายส่งสั้น

ความผิดปกติของสายส่งสั้นในเครือข่ายการส่งถูกกำหนดว่าเป็นความผิดปกติที่เกิดขึ้นภายใน 5 กิโลเมตรของความยาวสายส่ง ความถี่สองเท่าถูกประทับบนวงจรตัดกระแสและการแตกต่างของแรงดันฟื้นคืนชั่วขณะของแหล่งและด้านสายส่ง ทั้งสองแรงดันเริ่มจากค่าทันทีที่ตัวต่อของวงจรตัดกระแสด้านตรงข้ามก่อนการตัด

ทางด้านแหล่ง แรงดันจะสั่นสะเทือนที่ความถี่ของแหล่งและสุดท้ายเข้าใกล้แรงดันวงจรเปิด ทางด้านสายส่ง หลังจากการตัด ประจุที่ถูกกักขังเริ่มคลื่นเดินทางผ่านสายส่ง เนื่องจากไม่มีแรงดันขับเคลื่อนที่ด้านขับเคลื่อน แรงดันสุดท้ายกลายเป็นศูนย์เนื่องจากความสูญเสียของสายส่ง