Metoda rada za PT rezonanciju u 500kV GIS priključnoj stanici

1. Uzroci rezonancije

500kV GIS prekidna postaja dizajnirana je po principu “inteligentne primarne opreme i mrežne sekundarne opreme”. Visokonaponska strana PT nema prekidač i direktno je povezana s busom GIS. Kroz analizu dijagrama zabilježenih grešaka, kada se otvori prekidnik 5021, kapacitet prijeloma i PT formiraju serijski krug. Nadalje, napetost busa, nakon paralelnog spoja sa induktivnošću PT-a, pokazuje induktivne karakteristike. Kapacitet je ometen, što dovodi do izazivanja rezonancije.

Zasićena struja traje više od 1 sata i 40 minuta, što dovodi do zagrijavanja PT-a i rizika od oštećenja. Ekvivalentni krug uključuje naponsku snagu (Es), prekidnik (CB), kapacitet prijeloma (Cs), kapacitet busa prema tlu (Ce) i otpor i induktivnost primarnog zavojnice PT-a (Re, Lcu).

Za istraživanje uzroka, druga linija je de-energizirana. Mjerenje otpornosti izolacije PT-a, OTP struje i tlaka SF₆ plina nije pokazalo nikakve nepravilnosti. Budući da elektromagnetski PT predstavlja nelinearnu induktivnost s željeznim jezgrima, a komponente GIS opreme imaju kapacitet, u određenim scenarijima LC serijski krug ispunjava uvjete za rezonanciju, što dovodi do kontinuirane rezonancije.

2. Znanstvene metode potiskivanja rezonancije
2.1 Predloženi rješenja

Rezonancija PT-a česta je u 500kV GIS prekidnim postajama. Prozračnost feromagnetskih materijala mijenja se s vanjskim magnetskim poljem: kako magnetsko polje raste → magnetska indukcija se povećava. Nakon zasićenja, prozračnost doseže vrhunsku vrijednost. S daljnjim povećanjem, prozračnost pada. Prema formuli indukcije zavojnice:

(N je broj zavojnica, μ je prozračnost, S je ekvivalentna presječna površina magnetskog kruga, a l_m jednaka je magnetskoj duljini kruga), broj zavojnica i parametri magnetskog kruga elektromagnetskog PT-a su konstantni, a induktivnost ima linearnu vezu s prozračnošću; kada je željezno jezgro zasićeno, prozračnost brzo pada, induktivnost postaje manja, pokazuje nelinearne karakteristike. Ako se u krugu pojavi niska frekvencija napona, željezno jezgro PT-a zasićeno, ekvivalentna induktivnost smanjuje se, a pobudna struja zavojnice eksplodira stotinama puta, što dovodi do rezonančnog zagrijavanja.

Za rezonanciju, predlažu se sljedeća rješenja:

• Promjena sekvence upaljenja/isključivanja: Kada se de-energizira bus, prvo isključite PT, a zatim bus; kada se energizira, najprije nabijete bus, a zatim upotrijebite PT. To može rušiti uvjete za rezonanciju, ali zahtijeva prilagodbu operativne sekvence, a PT treba biti opremljen prekidačem.

• Uklanjanje kapaciteta prijeloma prekidnika: Može eliminirati uvjete za rezonanciju, ali smanjuje prekidnu sposobnost prekidnika.

• Povezivanje amortizacionog otpora: Uzimajući u obzir stvarnu situaciju, povežite amortizacioni otpor na preostali set kabela bus PT-a kako biste potisnuli rezonančni prekomjerni napon i struju.

2.2 Obrada nesreće

PT ulazne linije 500kV GIS prekidne postaje imao je ponovljene rezonance tijekom de-energiziranja, oštetio je PT i utjecao na rad opreme. Tijekom operacije de-energiziranja ulazne linije (prebacivanje na toplu pripremu → hladnu pripremu itd.), PT je i dalje rezonirao. Stoga su izračunati parametri PT-a, prilagođeni broj zavojnica primarnog/sekundarnog zavoja kako bi se smanjila gustoća magnetskog toka i promijenila induktivnost; instaliran je antirezonančni zavoj, a novi PT i ulazni PT su zamijenjeni. Nakon promatranja i statistike, u prekidnoj postaji nije bilo rezonancije, a oprema je normalno radila.

3. Preventivna mjera: Instalacija automatske opreme za eliminaciju rezonancije

Kada je bus PT direktno povezan s busom GIS, otpornost PT-a i busa prema tlu se ne uzimaju u obzir. Neka je induktivnost PT-a L, a kapacitet busa prema tlu C; dva su paralelno spojena kako bi formirali impedanciju Z, a formula za izračun je

Instaliranjem automatske opreme za eliminaciju rezonancije, rezonancija može se potisnuti na temelju karakteristika impedancije.

Da bi se smanjio utjecaj rezonancije PT-a na 500kV GIS ulazne linije, dodaju se zračni prekidači i nelinearni otpori na ostatak zavojnice PT-a (putem koordinacije s proizvođačima tijekom cijelog isključivanja) za automatsku eliminaciju rezonancije. Potrebna je hitna procedura za rezonančnu neuspjehu praznog busa.

Busovi 500kV GIS koriste otvoreni tip instalacije; ostala oprema je izolirana SF₆ (mala površina, visoka pouzdanost, intervali održavanja od 20+ godina, kao u Projektu Triglav). Pouzdani automatski eliminatori rezonancije (npr. LXQ-tip s SiC, kompaktni i lako instalirani; WXZ196 mikro računalni, visoko integrirani za stvarno-vremensko eliminiranje harmoničkih valova) mogu sprečiti rezonanciju.

3.2 Poboljšanja u operativnim propisima

Za rad 500kV GIS:

• Preanaliza: Identificirajte rizike od rezonancije PT-a; razjasnite uloge za operatore električne mreže/NCS.

• Kontrola uređaja: Prije isključivanja posljednjeg prekidnika, odvojite bus. Zatvorite K1/K2 u kutiji PT-a; na ulazu stanice aktivirajte eliminator rezonancije busa (zatvorite K3, pripremite otpore).

• Stvarno-vremensko praćenje: NCS prati prekidnike i napetost busa. Nula napetost = bez rezonancije; fluktuirajuća napetost = detektirana rezonancija.

• Odgovor: Za rezonanciju, zatvorite K3 kako biste aktivirali otpore. Ako to nije učinkovito, otvorite prekidač prekidnika za ručno eliminiranje.

4. Sažetak

Tijekom dizajna 500kV GIS, simulirajte rezonanciju bus PT-a kako biste odabrali čvrste PT-e (spriječite zasićenje jezgra tijekom prebacivanja). Za postojeću rezonanciju, poduzmite ciljane akcije (npr. zamjenu busa/PT-a) kako biste osigurali siguran rad. Ovaj sustav “prevention-operation-design” unapređuje sposobnosti protiv rezonancije.