Жоғары деңгэулик түркілерде жақсырақ ағздану шектейтіндердің иңдеттілігін зерттеу

1 Кіріспе

Электр энергиясының тез өсіп келе жатқан талаптарына сай электр энергиясын өндіру, айналдыру және тарату жүйелері де өзара дамуы керек. Бұл даму негізінен кыскану ағымдарының тез өсуімен байланысты. Кыскану ағымдарының өсуі төмендегі салдарды пайда етеді:

• оқиға жолы бойында сериялық қосылған құрылғылардың ысынуы;
• ағымды бөлу уақытында және қайта қалыптасу уақытында өсуше және қайта қалыптасу напрямдерінің өсуі, бұл изоляция жүйелерін зияндауы мүмкін;
• сіріктікке негізделген құрылғыларда (мысалы, трансформаторлар, генераторлар, реакторлар) өте жоғары механикалық күштердің пайда болуы;
• оқиға ағымының өлшемі мен тазарту уақытына байланысты системаның стабилдігінің қолайсыз болуы;
• меңгерілетін кыскану ағымдарын бөлу үшін қолданылатын автоматты ауытқуштардың қазіргіде қадерлігі жетпейтіні, оларды заменалау қажетті, бұл уақыт пен ақша қызметтерін қымбаттарады; осылайша қызметтерге қызмет көрсету үшін параллель трансформаторларды шектеу немесе системаның байланыс-сызықтарын азайту мүмкін, бұл тарату қабілетін және системаның италисін қызметтен алып тастайды;
• кыскану ағымдарының өсуі туеліс үшін қажетті мерзімді ұзартып, жою мерзімдерін және экономикалық зияндарын ұзартады;
• жүйенің италисін азайту.

Азықта, бұл әсерлерді азайту үшін үш негізгі шешім қол жетімді:

• оқиға ықтималдығын минималдауға бағытталған тікелей түрде құрылған жүйелер;
• кыскану ағымын бөлу үшін жоғары қадерлік автоматты ауытқуштарды қолдану немесе жеңіл ауытқуштарды қатыстырақ ауытқуштармен алмастыру;
• кыскану ағымдарын азайту үшін жүйені өзгерту. Бұл шешімдердің комбинациясы жүйенің оптималды дизайнін және қабылданатын шектер ішінде системаның италисін сақтау үшін қолданылады. Бірақ, оқиғалардың ықтималдығын толығымен жою мүмкін емес, және өзара өсетін кыскану ағымдарына негізделген электр құрылғыларын құрастыру коммерциялық тұрғыдан ыңғайсыз. Үшінші шешім мынадай өзгертулерге бөлінеді:
  • системаның байланыс-сызықтарын азайту (мысалы, автобус бөлу);
  • кыскану ағымы шектерін (FCL) қолдану.

Жоғары қадерлік автоматты ауытқуштармен алмастыру қымбат шешім болып табылады және белгілі бір жағдайларда ыңғайсыз болуы мүмкін. Олаймен, қорғау жүйелері реле параметрлеріне байланысты оқиғаны анықтауда заманаулылық көрсетеді. Автоматты ауытқуштардың ауытқуы және аркты жоюы мезгілдік болмайды, адатта оқиға үстінде 3–5 циклден кейін толық оқиғаны тазартады. Сондықтан, оқиға үстінде алғашқы 2–8 цикл ішінде кыскану ағымдарын тазарту ыңғайсыз. Бұл мезгілде, оқиға жолы бойында сериялық қосылған құрылғылар арқылы өте жоғары ағымдар ағысады, олардың өте кішкентай мезгілі де өте зиянды болуы мүмкін, әсіресе алғашқы циклде, кыскану ағымының DC компоненті өте жоғары болғанда.

Автобус бөлу және системаның байланыс-сызықтарын азайту осы проблеманы шешу үшін қарастырылған альтернативалар болып табылады. Бірақ, олар басқа операциялық күйшіліктерін, мысалы, тарату қабілетін азайту, энергия ағымын өзгерту және жоғалтуларды арттыру, орындайды. FCL қажеттілігі қымбат және қатты құрылғыларды қорғау үшін пайда болады. Жалпы түрде, барлық ұсынылған FCL стратегиялары оқиға уақытында сериялық жолға жоғары инпеданс енгізу негізінде құрылған, тек орындау әдістерінде ғана айырмашылық көрсетеді. Идеалды FCL-нің өзінің қажетті мүшелері төмендегідей болады:

• электр энергиясы жүйесінің нормалды шарттарында өте төмен инпеданс;
• оқиға уақытында жоғары инпеданс енгізу;
• DC компонентін шектеу үшін тез жұмыс істеу;
• қысқа мезгіл ішінде көптеген жұмыс істеуге және өздігінен қайта қалыптасуға қабілеттілік;
• электр энергиясы жүйесіне гармоникаларды енгізбейтін;
• тез өсуше напрямдерін азайту;
• жоғары италис.

2 Кыскану ағымы шектерлерінің италисі

Подстанцияларда FCL-лерді қолдану екі негізгі себептен өтінеміз:

• конысқан автоматты ауытқуштарды кыскану ағымын бөлу қадері жоғары болатын ауытқуштармен алмастыру қымбат шешімінен сақтану;
• подстанцияның топологиясын сақтау және операциялық немесе италис сұрақтарына байланысты автобус бөлуінен сақтану. Азықта, FCL-лердің италис қасиеттері жөнінде қолдаулы мағлұматтар және басқа көріп тұрған материалдар жоқ; сондықтан, бұл зерттеу бұл сұрақты техникалық қасиеттерін ескере отырып талдайтын. FCL-лердің біреуі өте татаулы технологияларды қолдануы мүмкін, бұл олардың италисін азайтуы мүмкін.

FCL-лердің артықчылықтарының бірі - резонанс типті және суперкондуктивті FCL-лер.

A. Резонанс типті FCL-лер

Резонанс типті FCL-лер үшін бірнеше конфигурациялар ұсынылған. Олар сериялық резонанс типті және параллель резонанс типті FCL-лерге бөлінеді. Резонанс типті FCL-лер оқиғаны шектеу үшін төмендегі өте жақсы қасиеттерге ие:

• ағымды бөлу безінде жұмыс істеу;
• оқиғаға тез жауап беру;
• оқиға мерзімінде кыскану ағымын өтуге қабілеттілік;
• қайта қалыптасу қабілеті.

Бірақ, резонанс типті FCL-лер көптеген компоненттерден тұрады, және жалпы италис әрбір компоненттің туелісінен тұрады. Олаймен, бірнеше резонанс типті FCL-лер қосымша активациялық құрылғыға қажет етеді, бұл оқиғаны анықтау және активациялау үшін қосымша компоненттер қажет етеді. Бұл жүйенің татаулылығын арттырып, италисін азайтады. Сондықтан, өздігінен активацияланатын FCL-лер қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге қарағанда қызметкерлерге ......