Switching tal-aħwaġġar ħalijan mhux fil-fażi f’Circuit Breakers ta’ Voltiġġ Aħmar

Meta l-ewwel partijiet ta’ reċi tal-elettriku bħal jidhru ma’ voltatt operattiv identiku, jissodisfa fenomen ta’ switching tal-faża mgħadda meta s-sors ekwivalenti tagħhom għandhom anġoli differenti, fejn xi jew kollu l-fażi huma 180° fuq il-fażi. Fl-aħħar tas-switċing, is-silġ tal-kurtinetta jikksfronta ma’ voltatt tas-sors b’anġoli differenti, li jiġi magħmul preżenza ta’ kurrenti ta’ fazzi mgħadda fil-konnessjoni. Dawn il-kurrenti għandhom jinterruppiwa rilabbilt mill-kurtinetti f’dakk il-linja ta’ l-konnessjoni.

Speċifikament, id-differenża tan-anġulu bejn il-vetturi rotanti li jirrapreżentaw il-voltatt tas-sors turaġġel formi ta’ voltatt instantanji mhux sinkronizzati, li jikkawżaw kurrenti transjent signifikanti u stress voltatt fl-ħin tas-switċing. Għal ir-rigenerazzjoni transjenti tal-voltatt (TRV), dan it-task tas-switċing huwa karatterizzat b’sorsi ta’ potenza attiva f’dakk il-linja tal-kurtinetta, li jżidu l-komplikazzjonijiet u l-sfidi tas-switċing.

Kif jipperċep fi Figura 1, ippreżummu li s-sorsi S1 u S2 jirrapreżentaw żewġ sorsi b’anġoli differenti. Meta tkun switċi kurtinetta bejn dawn iż-żewġ sorsi, id-differenża tan-anġulu tfalas saħansija l-kurrenti transjenti, li jiġi impozzuta l-għadira akbar ta’ spezzatura fuq il-kurtinetta. Għalhekk, il-kurtinetta għandha tkun qabla ta’ taffronta dawn il-kondizzjonijiet ta’ stress għoli, biex tiżgura switċing salva u fidila.

Riassumu ta’ l-Punti L-Importanti

• Switċing tal-Faża Mgħadda: Jisodisfa meta jsib switċing bejn żewġ sorsi b’anġoli differenti.

• Kurrenti Transjenti: Kurrenti transjenti signifikanti jiġu ġenerati minħabba l-differenzi tal-anġuli.

• Rigenerazzjoni Transjenti tal-Voltatt (TRV): It-task tas-switċing jinkludi sorsi ta’ potenza attiva f’dakk il-linja tal-kurtinetta, li jżidu l-komplikazzjonijiet.

• Requisiti tal-Kurtinetta: Il-kurtinetta għandha tkun qabla ta’ taffronta kondizzjonijiet ta’ stress għoli biex tiżgura switċing salva u fidila.

Fl-opsjonijiet ta’ switċing tal-falti diskussa qabel, il-komponent tal-Rigenerazzjoni Transjenti tal-Voltatt (TRV) f’dak l-inħatax infine tdejja lejn zero. Isemma, fis-switċing tal-faża mgħadda, il-komponent tal-TRV f’dak l-inħatax S2 tdejja gradwalment lejn ir-rigenerazzjoni tal-voltatt tal-frekwenza tal-potenza (RV) tas-sors S2. Kif jipperċep fi Figura 2, ippreżummu li l-differenża tan-anġulu tal-voltatt bejn iż-żewġ sorsi hija 90°, u l-reattori tal-falti korti huma b’impedanza ugwal.

Għalhekk, il-caratteristika prinċipali tas-switċing tal-faża mgħadda hi l-pikki tal-TRV eċċezzjonalment għoli, waqt li l-Rate of Rise of Restriking Voltage (RRRV) u l-kurrenti qed jiġbuhom moderati relattivament. Minħabba li l-pik tal-TRV fit-taljen tal-faża mgħadda huwa l-ebda mid-dispost ta’ dawk kollha tas-switċing, tipikalment huwa tuża bħala standard ta’ referenza għall-avvalju tal-oħrajn tas-switċing komplikati, bħal is-soluzzjoni tal-falti fuq linji tal-trasferiment tal-lehen u l-manġament tal-falti fuq linji serjali-kompensati.

Riassumu ta’ l-Punti L-Importanti:

• TRV f’dak l-inħatax: F’kull każ, il-komponent tal-TRV f’dak l-inħatax tdejja lejn zero. TRV f’dak l-inħatax S2 fit-Taljen tal-Faża: Tdejja lejn ir-rigenerazzjoni tal-voltatt tal-frekwenza tal-potenza (RV) tas-sors S2.

• Pik tal-TRV: Eċċezzjonalment għoli fit-taljen tal-faża mgħadda.

• RRRV u Kurrenti: Qedu moderati relattivament.

• Standard ta’ Referenza: Il-pik tal-TRV fit-taljen tal-faża mgħadda huwa l-ebda mid-dispost, li jgħibu bħala referenza komuni għall-avvalju tal-oħrajn tas-switċing komplikati.

Karatteristiki tal-TRV fit-Taljen tal-Faża Mgħadda

Fl-opsjonijiet tas-switċing tal-falti diskussa qabel, il-komponent tal-Rigenerazzjoni Transjenti tal-Voltatt (TRV) f’dak l-inħatax tdejja lejn zero f’kull każ. Isemma, fit-taljen tal-faża mgħadda, il-komponent tal-TRV f’dak l-inħatax S2 tdejja lejn ir-rigenerazzjoni tal-voltatt tal-frekwenza tal-potenza (RV) tas-sors S2. Dan il-komportament jipperċep fi Figura 2, fejn ippreżummu li l-differenża tan-anġulu tal-voltatt bejn iż-żewġ sorsi hija 90°, u l-reattori tal-falti korti huma b’impedanza ugwal.

Deskrizzjoni Rifinita

Fl-opsjonijiet tas-switċing tal-falti diskussa qabel, il-komponent tal-Rigenerazzjoni Transjenti tal-Voltatt (TRV) f’dak l-inħatax dejjem tdejja lejn zero. Isemma, fit-taljen tal-faża mgħadda, il-komponent tal-TRV f’dak l-inħatax S2 tdejja lejn ir-rigenerazzjoni tal-voltatt tal-frekwenza tal-potenza (RV) tas-sors S2. Kif jipperċep fi Figura 2, dan ippreżummu differenża tan-anġulu tal-voltatt ta’ 90° bejn iż-żewġ sorsi tal-potenza u reattori tal-falti korti ugwal.

Għalhekk, il-karatteristiki prinċipali tas-switċing tal-faża mgħadda huma:

• Pikki tal-TRV Għoli Muxxi: Il-valur tal-pik tal-TRV huma signifikantement akbar minn oħrajn tas-switċing.

• RRRV u Kurrenti Moderati: Il-Rate of Rise of Restriking Voltage (RRRV) u l-livelli tal-kurrenti qed jiġbuhom moderati, malgrado l-pikki tal-TRV għoli.

Minħabba li l-pik tal-TRV fit-taljen tal-faża mgħadda huwa l-ebda mid-dispost, dan is-scenariu huwa sovent tuża bħala referenza għall-avvalju tal-oħrajn tas-switċing speċjali, bħal:

• Soluzzjoni tal-falti fuq linji tal-trasferiment tal-lehen twil

• Manġament tal-falti fuq linji serjali-kompensati

Riassumu ta’ l-Punti L-Importanti:

• TRV f’dak l-inħatax: Dejjem tdejja lejn zero f’kull scenariu tas-switċing tal-falti.

• TRV f’dak l-inħatax S2 fit-Taljen tal-Faża: Tdejja lejn ir-rigenerazzjoni tal-voltatt tal-frekwenza tal-potenza (RV) tas-sors S2.

• Pik tal-TRV: Eċċezzjonalment għoli fit-taljen tal-faża mgħadda.

• RRRV u Kurrenti: Qed jiġbuhom moderati relattivament.

• Standard ta’ Referenza: Il-pik tal-TRV fit-taljen tal-faża mgħadda huwa l-ebda mid-dispost, li jgħibu bħala referenza komuni għall-avvalju tal-oħrajn tas-switċing komplikati.

Figura 3 tipprika żewġ scenariji li jistgħu jilgħqu l-kundizzjonijiet tal-faża mgħadda. Fl-ewwel scenariju (immaġni nifs), generator jkun involontarjament mikonness mal-grażz mitt kurtinetta f’anġulu mhux korrett. Fil-għaliegħ scenariju (immaġni dxien), parti differenti tal-ret tal-trasferiment jkunu jagħmlu l-miftuħa, sovent minħabba falt korti li jiksemm fil-ret.

F’dan iż-żewġ scenariji, kurrenti ta’ fazzi mgħadda jiksbu pass fil-ret, li għandhom jinterruppiwa rilabbilt mill-kurtinetti. Dawn is-situazzjonijiet jipprovdut sfidi signifikanti lil sistema tal-potenza, għax it-taljen tal-faża tista’ tara kurrenti u voltatt transjenti għoli, li jħtieġu l-kurtinetti biex jaffrontaw dawn il-kondizzjonijiet eċċezzjonali effettivament.

Riassumu ta’ l-Punti L-Importanti:

• Scenariju 1 (Immaġni Nifs): Generator ikkonness mal-grażz f’anġulu mhux korrett, li jilgħaq taljen tal-faża.

• Scenariju 2 (Immaġni Dxien): Parti differenti tal-ret tal-trasferiment jagħmlu l-miftuħa, tipikalment minħabba falt korti, li jilgħaq taljen tal-faża.

• Kurrenti ta’ Fażi Mgħadda: F’dan iż-żewġ scenariji, kurrenti ta’ fazzi mgħadda jiksbu pass fil-ret.

• Requisiti tal-Kurtinetta: Il-kurtinetti għandhom jinterruppi rilabbilt dawn il-kurrenti ta’ fazzi mgħadda biex jiżguru l-stabilità u s-salva tal-sistema.

Switċing Bejn il-Generator u s-Sistema

Meta tuża trasformatur ta’ inkrement, is-switċing bejn il-generator u s-sistema tal-potenza jista’ jiġi f’l-ħejjet tal-voltatt għoli (HV) jew f’l-ħejjet tal-voltatt medju (MV) tal-trasformatur. Dan is-switċing jista’ jiġi mhux biss waqt il-falti tas-sistema jew l-trips tal-imġarr, imma wkoll waqt l-syncronizazzjoni u desyncronizazzjoni.

L-severità tal-kundizzjonijiet tal-faża mgħadda tintuża mill-:

• Differenża tan-Anġulu: Aqwa l-differenża tan-anġulu bejn il-generator u l-grażz, aktar severa tkun il-kundizzjoni tal-faża mgħadda.

• Stagju tal-Excitation tal-Rotor: Il-livell tal-excitation fir-rotor tal-generator wkoll jintuża l-severità tal-kundizzjoni tal-faża mgħadda. Tipikalment, is-sistema tal-kontroll tal-excitation se tirdiċi rapidament il-forza magnetika tal-rotor biex timminimizza l-impatt tal-kundizzjoni tal-faża mgħadda.

Biex jiġi affrontati dawn is-sfidi, l-imġarr huma mħudumin b’diversi dispożitivi protettivi u kontroll:

• Dispożitivi ta’ Protezzjoni tal-Miftuħa: Dawn jiddiskoprnu u jiġbuhom l-generator minn li jkun l-miftuħa mas-sistema.

• Dispożitivi ta’ Kontroll tal-Sincronizzazzjoni: Dawn jiżguru li l-generator ikkonness mal-grażz f’anġulu korrett, biex jiġbuhom l-kundizzjonijiet tal-faża mgħadda.

• Ekwippament ta’ Kontroll tal-Sincronizzazzjoni: Dawn jiġbuhom l-syncronizzazzjoni fidila bejn il-generator u l-grażz.

Figura 4 tipprika din il-konfigurazzjoni tipika, li turi l-konnessjoni bejn it-trasformatur ta’ inkrement, il-generator, u s-sistema tal-potenza, kif ukoll il-konfigurazzjoni tad-dispożitivi protettivi u tal-kontroll assosjati.

Riassumu ta’ l-Punti L-Importanti:

• Lokazzjoni tas-Switċing: Is-switċing bejn il-generator u s-sistema tal-potenza jista’ jiġi f’l-ħejjet tal-voltatt għoli (HV) jew f’l-ħejjet tal-voltatt medju (MV) tal-trasformatur ta’ inkrement.

• Kundizzjonijiet tal-Faża Mgħadda: L-severità tal-kundizzjonijiet tal-faża mgħadda tintuża mill-differenża tan-anġulu u l-stagju tal-excitation tal-rotor.

• Dispożitivi Protettivi u ta’ Kontroll: L-imġarr huma mħudumin b’dispersitivi ta’ protezzjoni tal-miftuħa, dispożitivi ta’ kontroll tal-syncronizzazzjoni, u ekwippament ta’ kontroll tal-syncronizzazzjoni biex jiżguru l-switċing salva u fidila.

2-Switċing bejn Żewġ Sistemi:

Is-switċing bejn żewġ sistemi tal-potenza tipikalment jiġi f’situazzjonijiet ta’ disequilibriu tal-potenza u instabilità tas-sistema. Eżempji riferisru għal disturbji kbiri tas-sistema, situazzjonijiet waqt ir-restaurazzjoni tas-sistema, u minħabba l-mis-operazzjoni tas-sistemi ta’ protezzjoni.

Il-linji tal-trasferiment aktar importanti jistgħu jkunu mħudumin b’blokk tal-faża mgħadda f’sistema tal-protezzjoni tagħhom jew b’sistema ta’ protezzjoni ġenerali specjali biex jiġbuhom l-separazzjoni tas-sistemi taħt kundizzjonijiet tal-faża mgħadda severi.

Konklussjonijiet dwar il-fenomeni tal-faża mgħadda:

• Il-kurrenti nominali tal-faża mgħadda proponnu jkunu 25% tal-kurrenti nominali tal-falt korti. Għal raġunijiet ekonomiċi u statistiċi, valuri minimi tal-pik mill-analisi tal-TRV huma proponuti: RV ta’ 2.0 p.u. u overšoot ta’ 25%.

• Waqt li s-separazzjoni tas-sistema jiġi magħmul b’taljen massivi tal-linji tal-lehen u l-impedanza tas-sistema tżid, valur maksimu ta’ 25% tal-kurrenti nominali tal-falt korti tista’ jiġi konsiderat ragjonevol, anki l-illum. Il-valur maksimu tal-kurrenti tal-faża mgħadda huwa parametru importanti għall-qabilta tal-kurtinetti tal-voltatt għoli.

• Id-disturbji kbiri jirrapreżentaw anġoli tal-faża mgħadda akbar kemm dak li jkun assoċjat mal-pik tal-TRV f’l-standards. Dan japplika għal xitwa radiali u meshed; iffen, l-eventi storici wasslu anġoli tal-faża mgħadda akbar u voltatt operattivi bassi. Il-kombinazzjoni ta’ anġulu tal-faża mgħadda akbar u voltatt operattivi bassi tiġi bil-pikki tal-TRV simili għal dawn menzjonati f’l-standards għal situazzjonijiet bl-anġulu tal-faża mgħadda relatativament bass u voltatt nominali (voltatt operattivi massimi).

• Il-kurtinetti tal-sistema tal-trasferiment użati biex ikkonnessjaw jew jdiskonnessjaw imġarr konvenzjonali jistgħu jkunu suġġeġi għal switċing tal-faża mgħadda. Biex jdiskonnessjaw l-imġarr waqt is-swing tal-potenza instabili, l-istess konsiderazzjonijiet applikabbli għal s-separazzjoni tas-sistema, imma b’attenzzjoni għal possibilta’ li l-kundizzjoni tal-test tal-falt limitat mil-trasformatur għandha tkun speċifikata.

• Biex jdiskonnessjaw l-imġarr għal syncronizzazzjoni defektiva, l-istess kundizzjonijiet u requisiti applicabbli għal kurtinetti tal-generator tal-voltatt medju huma applicabbli, u simulazzjonijiet huma neċessarji biex jiġbuhom l-design jipprovdula l-obbligu. Simulazzjonijiet ta’ dawn l-eventi għandhom jinkludu l-tempi ta’ risposta tas-sistemi ta’ protezzjoni, il-fenomen tal-depressjoni tal-voltatt tal-generator, u l-accelerazzjoni/decelerazzjoni tal-rotor biex jiġbuhom l-kurrenti tal-faża mgħadda u l-TRV wara l-syncronizzazzjoni falsa tal-generator ikkoppjaw il-kundizzjonijiet speċifikati mill-utent, pereżempju, 180 gradi.