Yüksek Gerilim Anahtarlama Ekipmanı Nedir?

Yüksek Gerilim Anahtarlama Ekipmanı Nedir?

Yüksek Gerilim Anahtarlama Ekipmanı Tanımı

Yüksek gerilim anahtarlama ekipmanı, 36KV'den yüksek gerilimleri yöneterek güvenli ve etkili enerji dağıtımını sağlamak için kullanılan ekipman olarak tanımlanır.

Temel Bileşenler

Hava patlamalı, yağlı, SF6 ve vakum devre kesicileri gibi yüksek gerilim devre kesicileri, yüksek gerilim akımlarını kesmede önemlidir.

Yüksek Gerilim Devre Kesicinin Temel Özellikleri

Yüksek gerilim devre kesicilerinde, güvenli ve güvenilir işlem için sağlanması gereken temel özellikler şunlardır: yüksek gerilim anahtarlama ekipmanlarında kullanılan devre kesiciler,

• Uç nokta arızaları için güvenli olarak çalıştırılabilir olmalıdır.

• Kısa hat arızaları için güvenli olarak çalıştırılabilir olmalıdır.

• Dönüşüm cihazları veya reaktörlerin manyetize akımı için güvenli olarak çalıştırılabilir olmalıdır.

• Uzun iletim hattının enerjilenmesi için güvenli olarak çalıştırılabilir olmalıdır.

• Kondansatör bankasının şarj edilmesi için güvenli olarak çalıştırılabilir olmalıdır.

• Faz dizisi dışında anahtarlama için güvenli olarak çalıştırılabilir olmalıdır.

Hava Patlamalı Devre Kesici

Bu tasarım, iki ayrılırken kontak arasındaki arkı söndürmek için yüksek basınçlı sıkıştırılmış hava patlaması kullanılır. Bu, akım sıfır olduğunda ark sütunu en az ionize olduğunda gerçekleşir.

Yağlı Devre Kesici

Bu, toplu yağlı devre kesici (BOCB) ve minimum yağlı devre kesici (MOCB) olarak daha da sınıflandırılır. BOCB'de, kesme birimi yer potansiyeline sahip bir yağ tankı içinde yerleştirilir. Burada yağ hem yalıtım hem de kesme ortamı olarak kullanılır. MOCB'de ise, kesme birimlerin canlı potansiyelde bir yalıtım odasına yerleştirilmesiyle yalıtım yağ ihtiyacını minimize edebiliriz.

SF6 Devre Kesici

SF6 gazı, yüksek gerilim uygulamalarında genellikle ark söndürme ortamı olarak kullanılır. Sülfit heksaflorür gazı, yüksek elektronegatiflik, mükemmel dielektrik ve ark söndürme özellikleri ile bilinir. Bu özellikler, yüksek gerilim devre kesicilerin daha küçük boyutlarda ve daha kısa kontak açıklıklarıyla tasarlanmasını sağlar. Üstün yalıtım yeteneği, yüksek gerilim sistemleri için kapalı tip anahtarlama ekipmanlarının inşasına yardımcı olur.

Vakum Devre Kesici

Vakumda, iki ayrılmış akım taşıyıcı kontak arasında ilk sıfır geçişinden sonra daha fazla ionizasyon meydana gelmez. İlk ark, bir sonraki sıfır geçişinde ölümcül olur, ancak akım ilk sıfırını geçtikten sonra daha fazla ionizasyon yok olduğundan, ark söndürme tamamlanır. VCB'de ark söndürme yöntemi çok hızlıdır, ancak çok yüksek gerilim seviyesi için yapılan VCB'nin ekonomik olmadığını düşünüldüğünde, yüksek gerilim anahtarlama ekipmanı için uygun bir çözüm değildir.

Anahtarlama Ekipmanı Türleri

• Gaz Yalıtımlı Kapalı Tip (GIS),

• Hava Yalıtımlı Açık Tip.

Arıza Yönetimi

Genellikle güç sistemine bağlı yük indüktif doğadadır. Bu indüktansi nedeniyle, kısa devre akımı devre kesicisi tarafından kesildiğinde, birkaç yüz Hz derecesinde yüksek frekanslı titreşim olan yüksek yeniden ateşleme gerilimi oluşma olasılığı vardır. Bu gerilim iki parçadan oluşur:

Arkın sona ermesinden hemen sonra yüksek frekanslı titreşim ile geçici kurtarma gerilimi.Bu yüksek frekanslı titreşim zayıfladıktan sonra, güç frekansı kurtarma gerilimi CB kontaklarına görünür.

Geçici Kurtarma Gerilimi

Arkın sona ermesinden hemen sonra, yüksek frekanslı geçici kurtarma gerilimi CB kontaklarına görünür. Bu geçici kurtarma gerilimi nihayetinde açık devre gerilimine yaklaşır. Bu kurtarma gerilimi şu şekilde temsil edilebilir:

Titreşim frekansı, devre parametreleri L ve C tarafından belirlenir. Güç devresinde bulunan direnç, bu geçici gerilimi zayıflatır. Geçici kurtarma geriliminin tek bir frekansı yoktur, güç ağının karmaşıklığı nedeniyle birçok farklı frekansın bir kombinasyonudur.

Güç Frekansı Kurtarma Gerilimi

Bu, geçici kurtarma geriliminin zayıflamasından hemen sonra CB kontaklarına görünen açık devre gerilimidir. Üç fazlı sistemde, güç frekansı kurtarma gerilimi farklı fazlarda değişir. İlk fazda en yüksektir.

Ağ neutrali yere bağlı değilse, ilk temizlenecek pol arasındaki gerilim 1.5U'dur, burada U faz gerilimidir. Yerle bağlantılı bir sistemde, bu 1.3U olacaktır. Amortisman direnci kullanarak, geçici kurtarma geriliminin büyüklüğü ve artma hızı sınırlanabilir.

Ark söndürme ortamının dielektrik kurtarma ve geçici kurtarma geriliminin artma hızı, yüksek gerilim anahtarlama ekipman sisteminde kullanılan devre kesicinin performansı üzerinde büyük etkiye sahiptir. Hava patlamalı devre kesicide, bir kez ionize olmuş hava yavaşça de-ionize olur, bu nedenle hava dielektrik gücünü kurtarmak için uzun zaman alır.

Bu nedenle, kurtarma geriliminin artma hızını yavaşlatmak için düşük değerli devre kesici direnci kullanılması tercih edilir. Diğer taraftan, ABCB, yüksek arc gerilimi nedeniyle başlangıç kurtarma gerilimine karşı daha az hassastır. SF6 devre kesicide, kesme ortamı (SF6) havadan daha hızlı dielektrik gücü kurtarır. Düşük arc gerilimi, SF6 CB'yi başlangıç kurtarma gerilimine karşı daha hassas kılar.

Yağlı devre kesicide, ark sırasında üretilen hidrojen gazı (yağın ark sıcaklığı nedeniyle yeniden birleşmesi sırasında) akım sıfırından hemen sonra dielektrik gücünün hızlı kurtarılmasını sağlar. Bu nedenle, OCB, kurtarma geriliminin artma hızına daha hassastır. Ayrıca, başlangıç geçici kurtarma gerilimine de daha hassastır.

Kısa Hat Arızası

İletim ağında kısa hat arızası, hat uzunluğunun 5 km içinde meydana gelen kısa devre arızaları olarak tanımlanır. Devre kesicinin her iki tarafına çift frekanslı gerilim uygulanır ve kaynak ve hat tarafındaki geçici kurtarma gerilimi arasındaki fark, devre kesicinin kesintiye uğramadan önceki anlık değerlerden başlar.

Kaynak tarafında, gerilim güç frekansında titreşir ve nihayetinde açık devre gerilimine yaklaşır. Hat tarafında, kesintiden sonra, iletim hattı boyunca hareket eden başlangıç dalga, sürücü tarafında itici gerilim olmadığından, hat kayıpları nedeniyle gerilim nihayetinde sıfır olur.