Úr fasi straumskipting í hágildis spennuskakara

Þegar tveir hlutar af rafmagnsneti með sama virkra spenna eru tengdir, gerist fáskekkjubreyting ef ekvivalenta upprunin hafa mismunandi fáhorn, þar sem einn eða allir fáar eru 180° úr samhengi. Í tengingartíma mætir stöðvarbrytarinn upprunarrafmagn með mismunandi fáhornum, sem leiðir til fáskekkjustraums í tengingunni. Þessir straumar verða að vera örugglega börtfærðir af stöðvarbrytjum á báðum hliðum tengingarinnar.

Sérstaklega, mismunurinn í fáhornum milli snúningarvektora sem framleiða upprunarrafmagn, valdi ósamfallandi augnabliksspjaldum spennu, sem valdi marktækum fluttstraumum og spennutökum í skiptitíma. Fyrir fluttarfriðaraftur (TRV) er þetta skiptaverkefni kynnt með virkum orkujafnfrum á báðum hliðum stöðvarbrytjarins, sem eykur flóknarleika og auðveldi skiptaþingsins.

Eins og sýnt er í Mynd 1, gerist að orkujafnfrum S1 og S2 stendur fyrir tvo orkujafnfrum með mismunandi fáhornum. Þegar stöðvarbrytarinn skiptir á milli þessara tveggja orkujafnfruma, getur fáhornsmismunurinn valdi sterka stigingu í fluttstraumi, sem leggur stærri kröfur á stöðvarbrytjann. Því miður verður stöðvarbrytarinn að hafa nægilega sterkar eiginleikar til að meðhöndla þessa hámarkstök, sem tryggja örugg og treystu skiptaþing.

Samantekt um helstu punkta

• Fáskekkjuskifti: Gerist við skipti á milli tveggja orkujafnfrum með mismunandi fáhornum.

• Fluttstraumur: Marktæk fluttstraumur mynda sig vegna fáhornsmismunanna.

• Fluttarfriðaraftur (TRV): Skiptaverkefnið inniheldur virka orkujafnfrum á báðum hliðum stöðvarbrytjarins, sem eykur flóknarleika.

• Kröfur fyrir stöðvarbrytjana: Stöðvarbrytjan verður að vera kapabel að meðhöndla hámarkstök til að tryggja örugg og treyst skiptaþing.

Í áður umræddum skiptaþingum við vandamál, dregur fluttarfriðaraftur (TRV) á hliðinni sem er með aflað endanlegt niður að núlli. En í fáskekkjuskiftum, dregur TRV á S2 hliðinni niður að aflfrekari aftur (RV) frá S2 orkujafnfruminu. Eins og sýnt er í Mynd 2, er sett fram að mismunurinn í fáhornum milli tveggja orkujafnfruma sé 90°, og að short-circuit reactors hafi jafn viðmot.

Því miður er aðal eiginleiki fáskekkjuskiftaþingsins mjög há TRV topppunktur, en Rate of Rise of Restriking Voltage (RRRV) og straumur verða að sjálfgefið mildari. Ef við athugum að TRV topppunktur undir fáskekkjuástand er hæstur af öllum skiptaþingum, er hann oft notaður sem staðall til að meta aðra flókna skiptaþing, eins og að losa vandamál á langdalslínur eða að meðhöndla vandamál á series-compensated línur.

Samantekt um helstu punkta:

• Hliðarskipti TRV: Í öllum tilvikum dregur TRV á hliðinni sem er með aflað endanlegt niður að núlli. TRV á S2 hliðinni í fáskekkjuskifti: Dregur niður að aflfrekari aftur (RV) frá S2 orkujafnfruminu.

• TRV Toppunktur: Mjög hátt undir fáskekkjuástand.

• RRRV og Straumur: Verða að sjálfgefið mildari.

• Tilvísunarréttindi: TRV topppunktur undir fáskekkjuástand er hæstur, sem geymir hann til að nota sem algengasta tilvísun til að meta aðra flókna skiptaþing.

Eiginleikar TRV í fáskekkjuskifti

Í áður umræddum skiptaþingum við vandamál, dregur fluttarfriðaraftur (TRV) á hliðinni sem er með aflað endanlegt niður að núlli. En í fáskekkjuskiftum, dregur TRV á S2 hliðinni niður að aflfrekari aftur (RV) frá S2 orkujafnfruminu. Þetta ferli er lýst í Mynd 2, þar sem sett er fram að mismunurinn í fáhornum milli tveggja orkujafnfruma sé 90°, og að short-circuit reactors séu jafnir.

Nánari lýsing

Í áður umræddum skiptaþingum við vandamál, dregur fluttarfriðaraftur (TRV) á hliðinni sem er með aflað endanlegt niður að núlli. En í fáskekkjuskiftum, dregur TRV á S2 hliðinni niður að aflfrekari aftur (RV) frá S2 orkujafnfruminu. Eins og sýnt er í Mynd 2, er sett fram að mismunurinn í fáhornum milli tveggja orkujafnfruma sé 90°, og að short-circuit reactors séu jafnir.

Því miður eru aðal eiginleikar fáskekkjuskiftaþingsins:

• Mjög há TRV topppunktur: Topppunktarverðir TRV eru marktæklega hærra heldur en í öðrum skiptaþingum.

• Mild RRRV og straumur: Rate of Rise of Restriking Voltage (RRRV) og straumur verða að sjálfgefið mildari, sjónarhorni hærs TRV topppunkts.

Ef við athugum að TRV topppunktur undir fáskekkjuástand er hæstur af öllum skiptaþingum, er hann oft notaður sem tilvísun til að meta aðra sérstaka skiptaþing, eins og:

• Að losa vandamál á langdalslínur

• Að meðhöndla vandamál á series-compensated línur

Samantekt um helstu punkta:

• Hliðarskipti TRV: Dregur alltaf niður að núlli í öllum vandamálaskiptaþingum.

• S2-skipti TRV í fáskekkjuskifti: Dregur niður að aflfrekari aftur (RV) frá S2 orkujafnfruminu.

• TRV Toppunktur: Mjög hátt undir fáskekkjuástand.

• RRRV og Straumur: Verða að sjálfgefið mildari.

• Tilvísunarréttindi: TRV topppunktur undir fáskekkjuástand er hæstur, sem geymir hann til að nota sem algengasta tilvísun til að meta aðra flókna skiptaþing.

Mynd 3 sýnir tvö tilvik sem geta valdi fáskekkjuástandi. Í fyrsta tilvikanum (mynd vinstra megin), er fjarkraftur óvitrastur tengdur við rafmagnsnetið af stöðvarbrytjann með vitlausum fáhorn. Í seinni tilvikanum (mynd hægra megin), missa mismunandi hlutar af sendinettinu samhengi, oft vegna kortslóðs sem kemur upp í netinu.

Í báðum tilvikum flytur fáskekkjustraumur gegnum netið, sem verður að vera örugglega börtfærður af stöðvarbrytjum. Þessi tilvik setja marktækar áskoranir fyrir rafmagnakerfið, vegna þess að fáskekkjuástandi geta valdi hærum fluttstraumum og spennu, sem krefst að stöðvarbrytjarnir meðhöndli þessara ástanda á öruggan hátt.

Samantekt um helstu punkta:

• Tilvik 1 (Mynd vinstra megin): Fjarkraftur er tengdur við rafmagnsnetið með vitlausum fáhorn, sem valdi fáskekkjuástandi.

• Tilvik 2 (Mynd hægra megin): Mismunandi hlutar af sendinettinu missa samhengi, oft vegna kortslóðs, sem valdi fáskekkjuástandi.

• Fáskekkjustraumur: Í báðum tilvikum flytur fáskekkjustraumur gegnum netið.

• Kröfur fyrir stöðvarbrytjana: Stöðvarbrytjarnir verða að örugglega börtfæra þessa fáskekkjustraum til að halda kerfinu öruggu og treystu.

Skipti milli fjarkrafts og kerfisins

Þegar step-up transformator er notuð, getur skipti milli fjarkrafts og rafmagnskerfisins gerst á hvorn hluta transformatorins, hvort sem það sé á hágildispessu (HV) hliðinni eða miðgildispessu (MV) hliðinni. Þetta skipti getur gerst ekki bara við vandamál í kerfinu eða á náttúruorkustöð, heldur einnig við samhengi og ósamhengi.

Ernun ósamhengisferilsins fer eftir:

• Fáhornsmismunur: Jo stærri fáhornsmismunur er milli fjarkrafts og rafmagnsnetið, þe miður ernun ósamhengisferilsins.

• Rotor excitation state: Staða uppspretturnar í fjarkrafts rotor hefur einnig áhrif á ernun ósamhengisferilsins. Venjulega mun excitation control system hraða minnka magnað magn magnétískra reika í rotor til að lágmarka áhrif ósamhengisferilsins.

Til að takast á við þessum áskoranir, eru náttúruorkustöðvar úrustaðnar með ýmis skydds- og stýringarefnum:

• Out-of-step protection devices: Þessi efni greina og forða fjarkraft frá að mista samhengi við rafmagnsnetið.

• Synchronism check devices: Þessi efni tryggja að fjarkraftur sé tengdur við rafmagnsnetið með réttum fáhorn, sem forðar ósamhengisferili.

• Synchronization control equipment: Þessi efni hjálpa að ná sömu samhengi milli fjarkrafts og rafmagnsnetið.

Mynd 4 sýnir þetta típalega skipulag, sem sýnir tenginguna milli step-up transformator, fjarkrafts og rafmagnskerfis, auk skipulags skydds- og stýringarefnanna.

Samantekt um helstu punkta:

• Skipti staðsetning: Skiði milli fjarkrafts og rafmagnskerfisins getur gerst á hvorn hluta step-up transformator, hvort sem það sé á hágildispessu (HV) hliðinni eða miðgildispessu (MV) hliðinni.

• Ósamhengisferili: Ernun ósamhengisferilsins fer eftir fáhornsmismun og rotor excitation state.

• Skydds- og stýringarefni: Náttúruorkustöðvar eru úrustaðnar með out-of-step protection, synchronism check devices, og synchronization control equipment til að tryggja örugg og treyst skiptaþing.

2-Skipti milli tveggja kerfa:

Skipti milli tveggja rafmagnskerfa gerist venjulega í tilvikum með aflófslykt og óöruggu kerfi. Dæmi eru stór kerfivandamál, tilvik við kerfisendurheimt, og vegna misvirks af skyddsstýringu.

Meiri sendilínur geta verið úrustaðnar með out-of-phase blocking í skyddsstýringunni og/eða sérstök kerfisskyddsstýring hefur verið beitt til að forða að kerfin missi samhengi undir óöruggu ósamhengisferilsins.

Niðurstöður af ósamhengisferli:

• Markmiðað ósamhengisferils straumur hefur verið birtur sem 25% af markmiðað kortslóðstraum. Af efnahags- og tölfræðilegum ástæðum, hafa lágmark toppverð frá TRV greiningu verið birt: RV 2.0 p.u. og overshoot 25%.

• Sem kerfisbrot fer með cascading tripping af loftlínum og þannig aukning kerfisviðmots, virðist hæsta gildi 25% af markmiðað kortslóðstraum vera ræðanlegt, jafnvel í dag. Hæsta gildi ósamhengisferils straums er mikilvægt fyrir high voltage circuit breaker capabilities.

• Stór kerfivandamál sýna ósamhengisferlis horn sem eru mikið stærri en 105 gráður til 115 gráður gildi sem tengjast TRV topppunktum í staðlar. Þetta gildir bæði fyrir radiale og meshed net, en söguna sýnir að stór ósamhengisferils horn geta komið saman með lágu starfsgildi. Samanburður stórs ósamhengisferils horns og lágs starfsgildis gefur TRV topppunkt sem er sambærilegur við það sem nefnd er í staðlum fyrir sérstök tilvik með lága ósamhengisferils horns og markmiðað starfsgildi (hæsta starfsgildi).

• Sendilínuskipti sem notað er til að tengja eða aftengja vanliga orkustöðvar gæti verið á móti ósamhengisferils skipti. Til að aftengja orkustöðvar við óöruggu aflsving, eru sömu athugasemdir gild fyrir kerfisbrot, en með athygli til möguleikans að transformer limited fault test condition sé tiltekið.

• Til að aftengja orkustöðvar vegna villa í samhengi, eru sambærilegar skilyrði og kröfur eins og lýst er fyrir medium voltage generator circuit breakers gild, og er nauðsynlegt að keyra hermun til að meta hvort hönnunin geti fullgert pligt. Hermun af slíkum atburðum ætti að innihalda svara tíma skyldsstýringar, depression phenomenon af generator spennu, og acceleration/deceleration af rotor til að finna hvort ósamhengisferils straum og TRV eftir villa í samhengi af generator geti dekt skilyrði sem notandinn gefur til dæmis, 180 gráður.