Ano ang High Voltage Switchgear?

Ano ang High Voltage Switchgear?

Pangangailangan ng Paglalarawan ng High Voltage Switchgear

Ang high voltage switchgear ay inilalarawan bilang kagamitan na nagmamaneho ng mga tensyon na higit sa 36KV upang matiyak ang ligtas at epektibong pamamahagi ng kuryente.

Pangunahing Komponente

Ang mga high voltage circuit breaker, tulad ng air blast, oil, SF6, at vacuum circuit breakers, ay mahalaga para sa pagputol ng mataas na tensyon ng kuryente.

Mahahalagang Katangian ng High Voltage Circuit Breaker

Ang mahahalagang katangian na dapat ibigay sa high voltage circuit breaker, upang matiyak ang ligtas at maasahang operasyon ng mga breakers na ginagamit sa high voltage switchgear, ay dapat may kakayahan na gamitin nang ligtas para sa,

• Mga terminal fault.

• Mga short line fault.

• Magnetizing current ng transformer o reactors.

• Energizing ng mahabang transmission line.

• Charging ng 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 i-quench ang arc sa pagitan ng dalawang detaching contacts, kapag ang ionization ng arc column ay pinakamababa sa zero ng kuryente.

Oil Circuit Breaker

Ito ay mas maaaring ikategorya 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 langis ay ginagamit bilang insulating at interrupting medium. Sa MOCB naman, ang pangangailangan 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 isang arc quenching medium sa mga aplikasyon ng mataas na tensyon. Ang sulfur hexafluoride gas ay may mataas na electronegative, na may mahusay na dielectric at arc quenching properties. Ang mga katangian na ito ay nagpapahintulot sa disenyo ng high voltage circuit breakers na may mas maliit na dimensyon at mas maikling contact gaps. Ang kanyang superior insulating ability ay din nagtutulong sa paggawa ng indoor type switchgear para sa mga high voltage systems.

Vacuum Circuit Breaker

Sa isang vacuum, walang karagdagang ionization sa pagitan ng dalawang hiwalay na current carrying contacts, pagkatapos ng zero ng kuryente. Ang unang arc ay dahil dito ay mamamatay agad pagdating ng susunod na zero crossing ngunit walang provision para sa karagdagang ionization kapag ang kuryente ay lumampas sa unang zero, ang arc quenching ay natatapos. Bagama't ang paraan ng arc quenching ay napaka-mabilis sa VCB, hindi pa rin ito angkop na solusyon para sa high voltage switchgear, dahil ang VCB para sa napakataas na tensyon ay hindi ekonomiko.

Mga Uri ng Switchgear

• Gas Insulated Indoor Type (GIS),

• Air Insulated Outdoor Type.

Paghahandle ng Fault

Karaniwan, ang load na konektado sa power system ay may indiktibong kalikasan. Dahil sa induktansi, kapag ang short circuit current ay lamang interumpido ng circuit breaker, may posibilidad ng mataas na restriking voltage ng high-frequency oscillation sa order ng ilang daang Hz. Ang tensyon na ito ay may dalawang bahagi

Transient recovery voltage na may high frequency oscillation agad pagkatapos ng pag-extinguish ng arc.Pagkatapos mawala ang high frequency oscillation, ang power frequency recover voltage ay lumilitaw sa CB contacts.

Transient Recovery Voltage

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

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

Power Frequency Recovery Voltage

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

Kung ang neutral ng network ay hindi naka-earth, ang tensyon sa unang pole na sasalin ay 1.5U kung saan U ay ang phase voltage. Sa isang earthed 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 hangin ay kailangan ng mahabang panahon upang makabalik sa dielectric strength. 

Dahil dito, mas pinapaboran 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 hangin. Mas mababang arc voltage nagbibigay ng mas sensitibo ang SF6 CB sa initial recovery voltage.

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

Short Line Fault

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

Sa supply side, ang tensyon ay osilasyon sa supply frequency at huling lumapit sa open circuit voltage. Sa line side, pagkatapos ng interruption, ang trapped charges initial traveling waves sa pamamagitan ng transmission line, dahil walang driving voltage sa driving side, ang tensyon huling naging zero dahil sa line losses.