Metod rada za PT rezonanciju u 500kV GIS prekidničkoj stanici

1. Uzroci rezonancije

500kV GIS prekidačka stanica dizajnirana je po principu “inteligentne primarne opreme i mrežne sekundarne opreme”. Visokonaponska strana PT nema prekidač i direktno je povezana sa busom GIS. Kroz analizu dijagrama snimljenih grešaka, kada se otvori prekidač 5021, kapacitet rastura i PT formiraju seriju. Takođe, napona busa, nakon paralelnog spoja sa induktivnošću PT, pokazuje induktivne karakteristike. Kapacitet je ometen, što dovodi do rezonancije.

Zasićeni tok traje više od 1 sata i 40 minuta, čime se dovodi do zagrijavanja PT i rizika od oštećenja. Ekvivalentni krug uključuje naponsku izvor (Es), prekidač (CB), kapacitet rastura (Cs), bus - zemljni kapacitet (Ce) i otpornost i induktivnost primarnog vitišta PT (Re, Lcu).

Da bi se ispitao uzrok, druga linija je de-energizovana. Detekcija otporne otpornosti, DC otpornosti i pritiska SF₆ gaza nije pokazala anomalije. Budući da elektromagnetski PT predstavlja nelinearni induktor sa železnim jezgrom i komponente GIS opreme imaju kapacitet, pod specifičnim scenarijima, LC serija ispunjava uslove za rezonanciju, što dovodi do kontinuirane rezonancije.

2. Naučna rešenja za potisk rezonancije
2.1 Predlog rešenja

Rezonancija PT je uobičajena u 500kV GIS prekidačkim stanicama. Prozračnost feromagnetskih materijala menja se sa spoljnje magnetno polje: kako se polje povećava → intenzitet magnetne indukcije raste. Nakon zasićenja, prozračnost dostiže maksimalnu vrednost. Sa daljim povećanjem, prozračnost opada. Prema formuli indukcije vitka:

(N je broj zavojnica, μ je prozračnost, S je ekvivalentna površina preseka magnetnog kruga, a l_m je ekvivalentna dužina magnetnog kruga), broj zavojnica i parametri magnetnog kruga elektromagnetskog PT su konstantni, a induktivnost ima linearnu vezu sa prozračnošću; kada je jezgro zasićeno, prozračnost brzo opada, induktivnost postaje manja, pokazujući nelinearne karakteristike. Ako se u krugu pojavi niskofrekventan napon, jezgro PT-a zasiće, ekvivalentna induktivnost smanji, a tok pobude vitka se poveća stotinama puta, dovodeći do rezonantnog zagrevanja.

Za rezonanciju, predlažu se sledeća rešenja:

• Promena redosleda uključivanja/isključivanja: Prilikom de-energizacije busa, najpre isključiti PT, zatim bus; prilikom energizacije, najpre nabiti bus, zatim uputiti PT u rad. To može narušiti uslove za rezonanciju, ali zahteva promenu operativnog redosleda i PT treba da bude opremljen prekidačem.

• Uklanjanje kapaciteta rastura prekidača: Može eliminisati uslove za rezonanciju, ali će smanjiti prekidnu sposobnost prekidača.

• Povezivanje otpornosti smorke: Uzimajući u obzir stvarnu situaciju, povezati otpornost smorke na preostali set kabla bus PT-a kako bi se supresirala rezonantna prenapona i pretok.

2.2 Rukovanje nesrećama

PT ulazne linije 500kV GIS prekidačke stanice imala je ponavljajuću rezonanciju tokom de-energizacije, oštetila PT i uticala na rad opreme. Tokom de-energizacije ulazne linije (prebacivanje na toplu rezervu → hladnu rezervu itd.), PT je i dalje rezonirao. Stoga su izračunati parametri PT, prilagođen broj zavojnica primarnog/sekundarnog vitišta kako bi se smanjila gustoća magnetskog toka i promenila induktivnost; instaliran je antirezonantni vitak, a novi PT i ulazni PT su zamenjeni. Posle posmatranja i statistike, nisu se desile rezonancije u prekidačkoj stani, a oprema je radila normalno.

3. Prevencioni mera: Instalacija automatske opreme za eliminaciju rezonancije

Kada je PT busa direktno povezan sa GIS busom, ne uzimaju se u obzir otpornosti PT busa i zemlje. Neka je induktivnost PT L, a bus-zemljni kapacitet C; ta dva su paralelno spojena da formiraju impedans Z, a formula za izračunavanje je

Instalacijom automatske opreme za eliminaciju rezonancije, rezonancija se može potisnuti na osnovu karakteristika impedansa.

Da bi se smanjilo uticaj rezonancije PT-a na 500kV GIS ulazne PT-e, dodaju se vazdušni prekidači i nelinearne otpornosti na ostatak PT vitišta (kroz koordinaciju sa proizvođačima tokom potpunog zaustavljanja) za automatsku eliminaciju rezonancije. Potreban je hitni plan za rezonanciju bezopterećenog busa.

Busovi 500kV GIS koriste otvoreni tip instalacije; ostala oprema je izolovana SF₆ (mala površina, visoka pouzdanost, intervali održavanja od 20+ godina, kao u Projektu Tri doline). Pouzdani automatski eliminatori rezonancije (na primer, LXQ tip sa SiC, kompaktni i lako instalirani; WXZ196 mikrokompjuterski, visoko integrirani za stvarno-vremensku eliminaciju harmonika) mogu sprečiti rezonanciju.

3.2 Unapređenja u regulativi rada

Za rad 500kV GIS:

• Preanaliza: Identifikovati rizike od rezonancije PT; razjasniti uloge za operatore elektrane/NCS.

• Kontrola opreme: Pre isključivanja poslednjeg prekidača, odvojiti bus. Zatvoriti K1/K2 u kutiji PT; na ulazu stanice, aktivirati eliminator rezonancije busa (zatvoriti K3, pripremiti otpornike).

• Stvarno-vremenski monitoring: NCS praćenje prekidača i napona busa. Nula napon = nema rezonancije; fluktuirajući napon = detektovana rezonancija.

• Odgovor: Za rezonanciju, zatvoriti K3 da bi se aktivirali otpornici. Ako nije efikasno, otvoriti prekidač disjunktera za ručnu eliminaciju.

4. Zaključak

Tokom dizajna 500kV GIS, simulirati rezonanciju busa PT da bi se izabrali čvrsti PT-ovi (sprečiti zasićenje jezgra tokom prebacivanja). Za postojeću rezonanciju, preduzeti ciljane akcije (na primer, zamenu busa/PT) kako bi se osigurala sigurna operacija. Ovaj sistem “prevencija-operacija-dizajn” unapređuje sposobnosti za borbu protiv rezonancije.