Cara Operasi untuk Rangkaian Resonansi PT di Stesen Pengalihan GIS 500kV

1. Penyebab Resonans

Stesen pengalihan GIS 500kV direka mengikut prinsip “pemintasan peralatan utama dan rangkaian peralatan sekunder”. Sisi tekanan tinggi PT tidak mempunyai pemutus dan terhubung secara langsung ke GIS bus. Melalui analisis diagram rakaman ralat, apabila pemutus litar 5021 dibuka, kapasitansi retakan dan PT membentuk siri litar. Selain itu, voltan bus, setelah diparalel oleh induktansi PT, menunjukkan ciri-ciri induktif. Kapasitansi diganggu, memicu resonans.

Arus yang jenuh berlanjutan lebih dari 1 jam 40 minit, menyebabkan pemanasan PT dan risiko kerosakan. Litar setara termasuk voltan bekalan (Es), pemutus litar (CB), kapasitor penjenisan retakan (Cs), kapasitor bus-ke-tanah (Ce), dan rintangan dan induktansi gegelung primer PT (Re, Lcu).

Untuk menyiasat sebabnya, laluan kedua dimatikan. Pemeriksaan rintangan isolasi PT, rintangan DC, dan tekanan gas SF₆ tidak menunjukkan aneh. Kerana PT elektromagnetik adalah induktor non-linier dengan inti besi dan komponen-komponen peralatan GIS mempunyai kapasitansi, dalam skenario tertentu, litar LC bersiri memenuhi syarat-syarat resonans, menyebabkan resonans berterusan.

2. Penyelesaian Penindasan Saintifik
2.1 Cadangan Penyelesaian

Resonans PT biasa di stesen pengalihan GIS 500kV. Keterusan bahan feromagnetik berubah dengan medan magnet luar: apabila medan magnet meningkat → intensiti pembiakan magnet meningkat. Selepas jenuhan, keterusan mencapai nilai puncak. Dengan peningkatan lebih lanjut, keterusan menurun. Berdasarkan formula induksi gegelung:

(N adalah bilangan putaran, μ adalah keterusan, S adalah luas keratan rentas setara litar magnet, dan l_m adalah panjang litar magnet setara), putaran gegelung dan parameter litar magnet PT elektromagnetik adalah tetap, dan induktansi mempunyai hubungan linear dengan keterusan; apabila inti besi jenuh, keterusan menurun tajam, induktansi menjadi lebih kecil, menunjukkan ciri-ciri non-linier. Jika voltan frekuensi rendah muncul dalam litar, inti besi PT jenuh, induktansi setara menurun, dan arus penggerak gegelung melonjak ratusan kali, menyebabkan pemanasan resonans.

Untuk resonans, cadangan penyelesaian berikut diajukan:

• Ubah urutan hidup/matikan: Apabila memadam bus, matikan PT terlebih dahulu, kemudian bus; apabila menghidupkan, muat bus terlebih dahulu, kemudian masukkan PT ke operasi. Ini boleh mengganggu syarat-syarat resonans tetapi memerlukan penyesuaian urutan operasi dan PT perlu dilengkapi dengan pemutus.

• Buangkan kapasitansi retakan pemutus litar: Ia boleh menghapuskan syarat-syarat resonans tetapi akan mengurangkan kapasiti pemutusan pemutus litar.

• Hubungkan rintangan redaman: Mengambil kira situasi sebenar, hubungkan rintangan redaman ke set kabel sisa PT bus untuk meredam overvoltan dan overarus resonans.

2.2 Penanganan Kemalangan

PT masuk laluan stesen pengalihan GIS 500kV mengalami resonans berulang kali semasa pemadaman, merosakkan PT dan mempengaruhi operasi peralatan. Semasa operasi pemadaman masuk laluan (berpindah ke siaga panas → siaga sejuk, dll.), PT masih mengalami resonans. Oleh itu, parameter PT dikira, bilangan putaran gegelung primer/sekon disesuaikan untuk mengurangkan ketumpatan fluks magnet dan mengubah induktansi; gegelung anti-resonans dipasang, dan PT baru dan PT masuk laluan digantikan. Setelah pemerhatian dan statistik, tidak ada resonans yang berlaku di stesen pengalihan, dan peralatan beroperasi normal.

3. Langkah Pencegahan: Pasang Peralatan Penghapusan Resonans Otomatik

Apabila PT bus terhubung langsung ke bus GIS, rintangan PT ke tanah tidak dipertimbangkan. Biarkan induktansi PT menjadi L dan kapasitansi bus ke tanah menjadi C; kedua-duanya diparalelkan untuk membentuk impedansi Z, dan formula penghitungan adalah

Dengan memasang peralatan penghapusan resonans otomatik, resonans boleh diredam berdasarkan ciri-ciri impedansi.

Untuk mengurangkan kesan resonans PT pada PT masuk laluan 500kV GIS, sakelar udara dan rintangan non-linier ditambah ke gegelung voltan sisa PT (melalui koordinasi dengan pembuat semasa penghentian total) untuk penghapusan resonans otomatik. Rancangan kecemasan untuk kegagalan resonans bus kosong diperlukan.

Bus GIS 500kV menggunakan pemasangan terbuka; peranti lain adalah insulasi SF₆ (jejak kaki kecil, kebolehpercayaan tinggi, selang masa penyelenggaraan 20 tahun+, seperti yang digunakan dalam Projek Tiga Belas). Pengekod resonans otomatik yang boleh dipercayai (contohnya, jenis LXQ dengan SiC, ringkas dan mudah dipasang; WXZ196 berdasarkan mikrokomputer, integrasi tinggi untuk penghapusan harmonik masa nyata) boleh mencegah resonans.

3.2 Penambahbaikan Peraturan Operasi

Untuk operasi GIS 500kV:

• Analisis awal: Kenal pasti risiko resonans PT; jelaskan peranan bagi operator kuasa/NCS.

• Kawalan peranti: Sebelum mematikan pemutus litar terakhir, pisahkan bus. Tutup K1/K2 di kotak PT; di pintu masuk stesen, aktifkan pengekod resonans bus (tutup K3, siapkan rintangan).

• Pemantauan masa nyata: NCS melacak pemutus litar dan voltan bus. Voltan sifar = tiada resonans; voltan fluktuatif = resonans dikesan.

• Tindak balas: Untuk resonans, tutup K3 untuk melibatkan rintangan. Jika tidak efektif, buka pemutus pemisah pemutus litar untuk penghapusan manual.

4. Ringkasan

Semasa reka bentuk GIS 500kV, simulasi resonans PT bus untuk memilih PT yang kukuh (mencegah jenuhan inti semasa pemintasan). Untuk resonans yang sedia ada, ambil tindakan bertujuan (contohnya, penggantian bus/PT) untuk memastikan operasi selamat. Sistem “pencegahan-operasi-reka bentuk” ini meningkatkan keupayaan anti-resonans.