500kV GIS Anahtarlama İstasyonunda PT Rezonansı için İşlem Yöntemi

1. Rezonansın Nedenleri

500kV GIS anahtarlama istasyonu, “birincil ekipman zeka ve ikincil ekipman ağ” prensibine göre tasarlanmıştır. PT yüksek gerilim tarafında bir kesici yoktur ve doğrudan otobüseki GIS ile bağlantılıdır. Arıza kaydı çizelgelerinin analizine göre, 5021 devre kesicisi açıldığında, kırılma kapasitansı ve PT bir seri devre oluşturur. Ayrıca, otobüs gerilimi, PT endüktansla paralel olduğunda indüktif özellikler gösterir. Kapasitans bozulduğunda, rezonans tetiklenir.

Doymuş akım 1 saat 40 dakika sürer, bu da PT'nin ısınmasına ve hasar riskine neden olur. Eşdeğer devre, güç kaynağı gerilimi (Es), devre kesicisi (CB), kırık derecelendirme kapasitörü (Cs), otobüs-yeşil kapasitör (Ce) ve PT birincil bobin direnci ve endüktansı (Re, Lcu) içerir.

Nedeni araştırmak için ikinci hat devre dışı bırakıldı. PT yalıtım direnci, DC direnci ve SF₆ gaz basıncının tespiti herhangi bir anormallik göstermedi. Elektromanyetik PT, demir çekirdekli doğrusal olmayan bir endüktör olduğu için ve GIS ekipman bileşenlerinin kapasitesi var olduğundan, belirli senaryolarda LC seri devresi rezonans koşullarını karşılar ve sürekli rezonans oluşur.

2. Bilimsel Baskılama Çözümleri
2.1 Çözüm Önerisi

PT rezonansı, 500kV GIS anahtarlama istasyonlarında yaygındır. Ferromanyetik malzemelerin geçirgenliği dış manyetik alanla değişir: manyetik alan arttıkça → manyetik indüksiyon yoğunluğu artar. Doyma noktasına ulaştıktan sonra geçirgenlik zirve değerine ulaşır. Daha fazla arttığında geçirgenlik azalır. Bobin endüksiyon formülüne göre:

(N sarım sayısı, μ geçirgenlik, S manyetik devrenin eşdeğer kesit alanı ve l_m manyetik devrenin eşdeğer uzunluğu), elektromanyetik PT'nin bobin sarması ve manyetik devre parametreleri sabittir ve endüktans geçirgenlikle doğrusal bir ilişki içinde bulunur; demir çekirdek doyduğunda geçirgenlik ani bir şekilde düşer, endüktans küçülür ve doğrusal olmayan özellikler gösterir. Devrede düşük frekansta bir gerilim ortaya çıktığında, PT demir çekirdeği doyar, eşdeğer endüktans azalır ve bobin teşvik akımı yüzlerce kez yükselir, bu da rezonans ısınmasına neden olur.

Rezonans için aşağıdaki çözümler önerilmektedir:

• Enerji verme/kesme sırasını değiştirin: Otobüsü devre dışı bıraktığınızda, önce PT'yi kapatın, ardından otobüsü; enerji verdiğinizde, önce otobüsü şarj edin, ardından PT'yi çalıştırın. Bu, rezonans koşullarını bozabilir ancak operasyon sırasının ayarlanması ve PT'nin bir kesici ile donatılması gerekir.

• Devre kesici kırık kapasitansını kaldırın: Bu, rezonans koşullarını ortadan kaldırabilir ancak devre kesicinin kesme kapasitesini azaltacaktır.

• Sönükleme direnci bağlayın: Gerçek durumu göz önünde bulundurarak, otobüs PT'nin kalan kablo setine bir sönükleme direnci bağlayarak rezonans aşırı gerilim ve aşırı akımı baskılayabilirsiniz.

2.2 Kazanın İdare Edilmesi

500kV GIS anahtarlama istasyonunun giriş PT'si, devre dışı bırakma sırasında tekrarlayan rezonansa maruz kaldı, bu da PT'yi zararlı hale getirdi ve ekipman işlemini etkiledi. Giriş PT'nin devre dışı bırakma işlemi sırasında (sıcak bekletmeye → soğuk bekletmeye vb. geçişte), PT hala rezonans yaptı. Bu nedenle, PT parametreleri hesaplandı, birincil/ikincil bobin sarım sayısı ayarlandı, manyetik akış yoğunluğu azaltıldı ve endüktans değiştirildi; anti-rezonans bobini takıldı ve yeni PT ile giriş PT değiştirildi. Gözlem ve istatistikler sonucunda, anahtarlama istasyonunda rezonans meydana gelmedi ve ekipman normal olarak çalıştı.

3. Önleyici Ölçü: Otomatik Rezonans Eliminasyon Ekipmanı Yükleme

Otobüs PT'nin doğrudan GIS otobüsüne bağlı olduğunda, PT endüktansı L ve otobüs-yeşil direnç C kabul edilir; iki paralel bağlanarak bir Z impe-dansı oluşturur ve hesaplama formülü

Otomatik rezonans eliminasyon ekipmanı yüklendiğinde, impedans özellikleri temelinde rezonans baskılanabilir.

500kV GIS giriş PT'lerindeki PT rezonans etkilerini azaltmak için, PT kalan gerilim bobinlerine (tam kapatma sırasında üreticilerle koordinasyonla) havada anahtarlar ve doğrusal olmayan dirençler eklenir, böylece otomatik rezonans eliminasyonu sağlanır. Boş yükli otobüs rezonans arızası için acil bir plan gereklidir.

500kV GIS otobüs çubukları açık tip montaj kullanır; diğer cihazlar SF₆ ile yalıtılmıştır (küçük yere kaplama, yüksek güvenilirlik, 20 yıllık+ bakım aralıkları, Üç Boğaz Projesinde kullanılan gibi). Güvenilir otomatik rezonans eliminatörleri (örn. SiC ile LXQ-tipi, kompakt ve kolay monte; WXZ196 mikrobilgisayar tabanlı, gerçek zamanlı harmonik eliminasyon için yüksek entegrasyonlu) rezonansı önleyebilir.

3.2 İşletme Düzenlemelerinin Geliştirilmesi

500kV GIS işletmesi için:

• Ön analiz: PT rezonans risklerini belirleyin; güç/NCS operatörlerinin rollerini netleştirin.

• Cihaz kontrolü: Son devre kesicisini kapatmadan önce, otobüsü ayırın. PT kutusundaki K1/K2'yi kapatın; istasyon girişinde, otobüs rezonans eliminatörünü etkinleştirin (K3'ü kapatın, dirençleri hazırlayın).

• Gerçek zamanlı izleme: NCS devre kesicileri ve otobüs gerilimlerini izler. Sıfır gerilim = rezonans yok; dalgalanan gerilim = rezonans tespit edildi.

• Tepki: Rezonans için, dirençleri etkinleştirmek üzere K3'ü kapatın. Etkili değilse, devre kesici kesicileri manuel olarak rezonansı ortadan kaldırmak üzere açın.

4. Özet

500kV GIS tasarımında, otobüs PT rezonansını simüle ederek dayanıklı PT'ler seçilebilir (devre çevirme sırasında çekirdek doygunluğunu önlemek için). Mevcut rezonans için, hedefe yönelik eylemler (örn. otobüs/PT değiştirme) alınarak güvenli işlemler sağlayabilir. Bu “önleme-işlem-tasarım” sistemi, anti-rezonans yeteneklerini geliştirir.