Metodo di operazione per la risonanza PT in stazione di commutazione GIS 500kV
1. Cause di risonanza
Una stazione di commutazione GIS a 500kV è progettata seguendo il principio di "intelligenza dell'equipaggiamento primario e rete dell'equipaggiamento secondario". Il lato ad alta tensione del PT non ha un interruttore e viene connesso direttamente alla GIS della barra. Attraverso l'analisi dei diagrammi di registrazione delle anomalie, quando l'interruttore 5021 si apre, la capacità di frattura e il PT formano un circuito in serie. Inoltre, la tensione della barra, dopo essere stata parallela all'induttanza del PT, mostra caratteristiche induttive. La capacità viene disturbata, scatenando la risonanza.
La corrente saturata dura più di 1 ora e 40 minuti, causando il rischio di surriscaldamento e danni al PT. Il circuito equivalente include la tensione di alimentazione (Es), l'interruttore (CB), la capacità di gradazione della frattura (Cs), la capacità terra-barra (Ce) e la resistenza e l'induttanza della bobina primaria del PT (Re, Lcu).
Per investigare la causa, la seconda linea è stata de-energizzata. La verifica della resistenza di isolamento, della resistenza continua e della pressione del gas SF₆ del PT non ha rilevato anomalie. Poiché il PT elettromagnetico è un induttore non lineare con nucleo di ferro e i componenti dell'equipaggiamento GIS hanno capacità, in specifici scenari, il circuito LC soddisfa le condizioni di risonanza, causando una risonanza continua.
2. Soluzioni scientifiche di soppressione
2.1 Proposta di soluzione
La risonanza del PT è comune nelle stazioni di commutazione GIS a 500kV. La permeabilità dei materiali ferromagnetici varia con il campo magnetico esterno: man mano che il campo magnetico aumenta → l'intensità di induzione magnetica aumenta. Dopo la saturazione, la permeabilità raggiunge un valore massimo. Con un ulteriore aumento, la permeabilità diminuisce. Secondo la formula di induzione della bobina:
(N è il numero di spire, μ è la permeabilità, S è la sezione trasversale equivalente del circuito magnetico, e lm è la lunghezza equivalente del circuito magnetico), gli spire e i parametri del circuito magnetico del PT elettromagnetico sono costanti, e l'induttanza ha una relazione lineare con la permeabilità; quando il nucleo è saturato, la permeabilità diminuisce drasticamente, l'induttanza diventa più piccola, mostrando caratteristiche non lineari. Se appare una tensione a bassa frequenza nel circuito, il nucleo del PT si satura, l'induttanza equivalente diminuisce, e la corrente di eccitazione della bobina aumenta di centinaia di volte, causando il surriscaldamento per risonanza.
Per la risonanza, si propongono le seguenti soluzioni:
2.2 Gestione degli incidenti
Il PT in entrata di una stazione di commutazione GIS a 500kV ha avuto ripetute risonanze durante la de-energizzazione, danneggiando il PT e influenzando l'operatività dell'equipaggiamento. Durante l'operazione di de-energizzazione in entrata (switching a standby caldo → standby freddo, ecc.), il PT ha continuato a risonare. Pertanto, sono stati calcolati i parametri del PT, regolati il numero di spire primarie/secondarie per ridurre la densità di flusso magnetico e modificare l'induttanza; è stato installato un avvolgimento anti-risonanza, e il nuovo PT e il PT in entrata sono stati sostituiti. Dopo osservazione e statistiche, non si sono verificati episodi di risonanza nella stazione di commutazione, e l'equipaggiamento ha funzionato normalmente.
3. Misura preventiva: Installazione di equipaggiamento automatico per l'eliminazione della risonanza
Quando il PT della barra è connesso direttamente alla barra GIS, non vengono considerate la resistenza del PT e la resistenza terra-barra. Sia l'induttanza del PT sia la capacità terra-barra C; i due sono in parallelo per formare un'impedenza Z, e la formula di calcolo è
Installando un equipaggiamento automatico per l'eliminazione della risonanza, la risonanza può essere soppressa in base alle caratteristiche di impedenza.
Per ridurre l'impatto della risonanza del PT su PT in entrata a 500kV GIS, sono aggiunti interruttori automatici e resistori non lineari alle bobine di tensione residua del PT (attraverso la collaborazione con i produttori durante il blackout totale) per l'eliminazione automatica della risonanza. È necessario un piano di emergenza per la risonanza della barra senza carico.
Le barre a 500kV GIS utilizzano un'installazione a cielo aperto; altri dispositivi sono isolati con SF₆ (piccola impronta, alta affidabilità, intervalli di manutenzione superiori ai 20 anni, come utilizzato nel Progetto delle Tre Gole). Affidabili eliminatori automatici di risonanza (ad esempio, tipo LXQ con SiC, compatti e facili da installare; WXZ196 basato su microcomputer, alta integrazione per l'eliminazione in tempo reale degli armonici) possono prevenire la risonanza.
3.2 Miglioramenti delle norme operative
Per l'operazione a 500kV GIS:
4. Conclusione
Durante la progettazione a 500kV GIS, simulare la risonanza del PT della barra per selezionare PT robusti (prevenire la saturazione del nucleo durante la commutazione). Per la risonanza esistente, prendere azioni mirate (ad esempio, sostituzione della barra/PT) per garantire l'operatività sicura. Questo sistema "prevenzione-operazione-progettazione" migliora le capacità anti-risonanza.
