Измешување на струјата во фаза во високонапонски прекинувачи
Кога две части од електричната мрежа со исто рабочо напонување се поврзани, јавува се феномен на преместување на фази ако нивните еквивалентни извори имаат различни агли на фази, при што некои или сите фази се 180° измеѓу себе. Во моментот на превклучување, прекинувачот се соочува со напони на изворите со различни агли на фази, што доведува до присуство на токови со преместени фази во врска. Овие токови мораат надежно да се прекинат со прекинувачите на двете страни на врската.
Специфично, разликата во аглите на фази помеѓу ротирачките вектори кои ги претставуваат напоните на изворите резултира во несинхронизирани мигнуващи напонски таласи, што предизвикува значајни транизорни токови и напонски стресови во моментот на превклучување. За транизорни напони на опоравување (TRV), оваа задача за превклучување е карактеристична со активни извори на мощност на двете страни на прекинувачот, што зголемува комплексноста и предизвици на операцијата на превклучување.
Како што е прикажано на Слика 1, претпоставете дека изворите S1 и S2 претставуваат два извора со различни агли на фази. Кога прекинувачот се превклучува меѓу овие два извора, разликата во аглите на фази може да доведе до значајно зголемување на транизорните токови, што поставува поголеми барања за прекинување на прекинувачот. Затоа, прекинувачот мора да има доволна способност да се справи со овие услови на висок стрес, осигурувајќи сигурно и надежно превклучување.
Сумирање на клучни точки
Превклучување со преместени фази: Јавува се кога се превклучува меѓу два извора со различни агли на фази.
Транзиторни токови: Генерираат се значајни транизорни токови поради разликите во аглите на фази.
Транизорни напони на опоравување (TRV): Задачата за превклучување вклучува активни извори на мощност на двете страни на прекинувачот, што зголемува комплексноста.
Барања за прекинувач: Прекинувачот мора да биде способен да се справи со услови на висок стрес за да осигура сигурно и надежно превклучување.
Во претходно обсновените задачи за превклучување на грешки, компонентот на TRV на страната на оптоварување на крајот се разлага до нула. Меѓутоа, во превклучување со преместени фази, компонентот на TRV на страната S2 се постепено разлага до напон на опоравување на силосната честота (RV) на изворот S2. Како што е прикажано на Слика 2, претпоставено е дека разликата во аглите на напоните на двата извора е 90°, а импедансите на краткосечните реактори се еднакви.
Затоа, главната карактеристика на операцијата на превклучување со преместени фази е извикување на извикување на високи пики на TRV, додека темпот на зголемување на напонот на повторно ударување (RRRV) и токот остануваат относително умерени. Бидејќи пикот на TRV под услови на преместени фази е највисок сред сите операции на превклучување, типички се користи како стандард за оценка на други комплексни услови на превклучување, како што е клирање на грешки на линии за далечина или управување со грешки на серијско компенсиране линии.
Сумирање на клучни точки:
TRV на страната на оптоварување: Во сите случаи, компонентот на TRV на страната на оптоварување се разлага до нула. TRV на страната S2 во превклучување со преместени фази: Се разлага до напон на опоравување на силосната честота (RV) на изворот S2.
Пик на TRV: Извикува се извикување на високи пики под услови на превклучување со преместени фази.
RRRV и ток: Остануваат относително умерени.
Референтен стандард: Пикот на TRV под услови на превклучување со преместени фази е највисок, што го прави заобичаен референтен стандард за оценка на други комплексни услови на превклучување.
Карактеристики на TRV во превклучување со преместени фази
Во претходно обсновените сцениари за превклучување на грешки, компонентот на TRV на страната на оптоварување се разлага до нула во сите случаи. Меѓутоа, во превклучување со преместени фази, компонентот на TRV на страната се разлага до напон на опоравување на силосната честота (RV) на изворот . Овој постапок е прикажан на Слика 2, каде што се претпоставува дека разликата во аглите на напоните на двата извора е 90°, а краткосечните реактори се сметаат за еднакви.
Попрефинето објаснување
Во претходно обсновените сцениари за превклучување на грешки, компонентот на TRV на страната на оптоварување секогаш се разлага до нула. Меѓутоа, во превклучување со преместени фази, компонентот на TRV на страната се разлага до напон на опоравување на силосната честота (RV) на изворот . Како што е прикажано на Слика 2, претпоставува се дека разликата во аглите на напоните на двата извора е 90° и краткосечните реактори се еднакви.
Затоа, клучните карактеристики на операцијата на превклучување со преместени фази се:
Многу високи пики на TRV: Пикот на TRV е значајно повисок споредено со други моди на превклучување.
Умерени RRRV и ток: Темпот на зголемување на напонот на повторно ударување (RRRV) и нивото на токот остануваат умерени, иако пики на TRV се високи.
Бидејќи пики на TRV под услови на превклучување со преместени фази е највисок сред сите моди на превклучување, овој сценарио често се користи како референца за оценка на други специјални услови на превклучување, како:
Очистување на грешки на долги линии за пренос
Управување со грешки на серијско компенсиране линии
Сумирање на клучни точки:
TRV на страната на оптоварување: Секогаш се разлага до нула во сите сцениари за превклучување на грешки.
-side TRV во превклучување со преместени фази: Се разлага до напон на опоравување на силосната честота (RV) на изворот .
Пик на TRV: Извикува се извикување на високи пики под услови на превклучување со преместени фази.
RRRV и ток: Остануваат относително умерени.
Референтен стандард: Пикот на TRV под услови на превклучување со преместени фази е највисок, што го прави заобичаен стандард за оценка на други комплексни услови на превклучување.
Слика 3 илустрира два сцениари кои можат да доведат до услови на преместени фази. Во првиот сцениарио (слика од левата страна), генераторот несмислено се поврзува со мрежата со прекинувач на погрешен агол на фази. Во вториот сцениарио (слика од десната страна), различни делови на мрежата за пренос губат синхронизација, често поради краткосечен дефект негде во мрежата.
Во двете случаи, токови со преместени фази протичаат низ мрежата, кои мораат надежно да се прекинат со прекинувачите. Овие ситуација поставуваат значајни предизвици за системот на енергија, бидејќи преместени фази можат да резултираат во високи транизорни токови и напони, што бара прекинувачите да се справат со овие екстремни услови ефективно.
Сумирање на клучни точки:
Сцениарио 1 (слика од левата страна): Генераторот се поврзува со мрежата на погрешен агол на фази, што доведува до преместени фази.
Сцениарио 2 (слика од десната страна): Различни делови на мрежата за пренос губат синхронизација, типички поради краткосечен дефект, што доведува до преместени фази.
Токови со преместени фази: Во двете сцениари, токови со преместени фази протичаат низ мрежата.
Барања за прекинувач: Прекинувачите мораат надежно да прекинат овие токови со преместени фази за да се задржи стабилноста и безбедноста на системот.
Превклучување меѓу генератор и систем
Кога се користи трансформатор за зголемување, превклучувањето меѓу генераторот и системот за енергија може да се случи на високонапонската (HV) страна или на средненапонската (MV) страна на трансформаторот. Ова превклучување може да се случи не само во моменти на дефекти во системот или прекинување на работата на електроцентралата, туку и во моменти на синхронизација и десинхронизација.
Сеverity на условите на преместени фази зависи од:
Разлика во аглите на фази: Колку поголема е разликата во аглите на фази помеѓу генераторот и мрежата, толку повеќе е сеverity на условите на преместени фази.
Стан на екситација на роторот: Нивото на екситација во роторот на генераторот исто така влијае на сеverity на условите на преместени фази. Обично, системот за контрола на екситација брзо ќе намали магнетното поле на роторот за да се минимизира влијанието на условите на преместени фази.
За да се справат со овие предизвици, електроцентралите се опремени со различни заштитни и контролни уреди:
Уреди за заштита против губење на синхронизација: Овие уреди го детектираат и го предотвраќаат генераторот да губи синхронизација со мрежата.
Уреди за проверка на синхронизација: Овие уреди гарантираат дека генераторот е поврзан со мрежата на правилен агол на фази, што предотвраќа условите на преместени фази.
Уреди за контрола на синхронизација: Овие уреди помогнуваат за постигнување на гладка синхронизација помеѓу генераторот и мрежата.
Слика 4 илустрира овој типичен распоред, покажувајќи врската помеѓу трансформаторот за зголемување, генераторот и системот за енергија, како и конфигурацијата на поврзаните заштитни и контролни уреди.
Сумирање на клучни точки:
Локација на превклучување: Превклучувањето меѓу генераторот и системот за енергија може да се случи на високонапонската (HV) страна или на средненапонската (MV) страна на трансформаторот за зголемување.
Услови на преместени фази: Сеverity на условите на преместени фази зависи од разликата во аглите на фази и станот на екситација на роторот.
Заштитни и контролни уреди: Електроцентралите се опремени со уреди за заштита против губење на синхронизација, уреди за проверка на синхронизација и уреди за контрола на синхронизација за да се осигураат сигурни и надежни операции на превклучување.
2-Превклучување меѓу два системи:
Превклучувањето меѓу два системи за енергија типички се случува во ситуации со несбалансираност на мощноста и нестабилност на системот. Примери се големи дефекти во системот, ситуации во време на поправка на системот и поради погрешно функционирање на системите за заштита.
Поважните линии за пренос може да бидат опремени со блокирање на преместени фази во нивните системи за заштита и/или специјални системски заштитни мерки може да се применат за да се предотврати одделувањето на системите под услови на високи преместени фази.
Заклучоци за феномените на преместени фази:
Нормирани токови на преместени фази се предложени да бидат 25% од нормираниот краткосечен ток. Збогу экономски и статистички причини, минимални пики од анализа на TRV се предложени: RV од 2.0 p.u. и превишок од 25%.
Како што одделувањето на системот се одигра со каскадно прекинување на повисоки линии и затоа зголемување на импедансата на системот, максимална вредност од 25% од нормираниот краткосечен ток изгледа разумна, дури и денес. Максималната вредност на токот на преместени фази е важен параметар за способностите на прекинувачите на висок напон.
Големите дефекти покажуваат агли на преместени фази многу поголеми од 105 степени до 115 степени поврзани со пики на TRV во стандардите. Ова се однесува како на радијални, така и на мрежести мрежи; меѓутоа, историските настани покажаа дека големи агли на преместени фази можат да се појават истовремено со ниски оперативни напони. Комбинацијата на голем агол на преместени фази и ниски оперативни напони дава пики на TRV слични на оние кои се споменуваат
