Przelaczanie niewspółfazowego prądu w wysokonapiowych wyłącznikach obwodów
Gdy dwie części sieci elektrycznej o tej samej napięciu pracy są połączone, zjawisko przełączania z przesunięciem faz występuje, jeśli ich równoważne źródła mają różne kąty fazowe, przy czym niektóre lub wszystkie fazy są przesunięte o 180°. W trakcie operacji przełączania, w obwodzie przerzutnika napotyka się napięcia źródeł o różnych kątach fazowych, co prowadzi do obecności prądów z przesunięciem fazowym w połączeniu. Te prądy muszą być niezawodnie przerwane przez przerzutniki po obu stronach połączenia.
Szczególnie, różnica kątów fazowych między wektorami obrotowymi reprezentującymi napięcia źródeł powoduje niesynchroniczne chwilowe formy falowe napięć, co powoduje znaczące prądy i napięcia przejściowe w momencie przełączania. Dla przejściowego napięcia odzyskującego (TRV), ta operacja przełączania charakteryzuje się aktywnymi źródłami mocy po obu stronach przerzutnika, co zwiększa złożoność i wyzwania związane z operacją przełączania.
Jak pokazano na Rysunku 1, załóżmy, że źródła mocy S1 i S2 reprezentują dwa źródła o różnych kątach fazowych. Gdy przerzutnik przełącza się między tymi dwoma źródłami, różnica kątów fazowych może prowadzić do znacznego wzrostu prądu przejściowego, co stwarza większe wymagania dotyczące przerwania dla przerzutnika. Zatem przerzutnik musi mieć wystarczającą zdolność do radzenia sobie z tymi warunkami wysokiego napięcia, zapewniając bezpieczne i niezawodne operacje przełączania.
Podsumowanie Kluczowych Punktów
Przełączanie z Przesunięciem Fazowym: Występuje podczas przełączania między dwoma źródłami o różnych kątach fazowych.
Prądy Przejściowe: Powstają znaczne prądy przejściowe z powodu różnic kątów fazowych.
Przejściowe Napięcie Odzyskujące (TRV): Operacja przełączania obejmuje aktywne źródła mocy po obu stronach przerzutnika, co zwiększa złożoność.
Wymagania dla Przerzutnika: Przerzutnik musi być zdolny do radzenia sobie z warunkami wysokiego napięcia, aby zapewnić bezpieczne i niezawodne operacje przełączania.
W wcześniej omówionych zadaniach przełączania awarii, składowa TRV na stronie obciążenia ostatecznie zanika do zera. Jednak w przypadku przełączania z przesunięciem fazowym, składowa TRV na stronie S2 stopniowo zanika do częstotliwości odzyskującej napięcia (RV) źródła S2. Jak pokazano na Rysunku 2, załóżmy, że różnica faz napięć między dwoma źródłami wynosi 90°, a reaktory krótkiego zwarcia mają taką samą impedancję.
Zatem główną cechą operacji przełączania z przesunięciem fazowym jest wyjątkowo wysokie szczyty TRV, podczas gdy tempa wzrostu napięcia ponownego uderzenia (RRRV) i prądy pozostają względnie umiarkowane. Ponieważ szczyt TRV w warunkach przesunięcia fazowego jest najwyższy spośród wszystkich operacji przełączania, zwykle służy jako odniesienie do oceny innych skomplikowanych warunków przełączania, takich jak usuwanie uszkodzeń na długich liniach transmisyjnych lub obsługa uszkodzeń na linii z kompensacją szeregową.
Podsumowanie Kluczowych Punktów:
TRV na stronie obciążenia: W każdym przypadku składowa TRV na stronie obciążenia zanika do zera. TRV na stronie S2 w przypadku przesunięcia fazowego: Zanika do częstotliwości odzyskującej napięcia (RV) źródła S2.
Szczyt TRV: Wyjątkowo wysoki w przypadku przełączania z przesunięciem fazowym.
RRRV i prądy: Pozostają względnie umiarkowane.
Standard referencyjny: Szczyt TRV w warunkach przesunięcia fazowego jest najwyższy, co sprawia, że jest powszechnym odniesieniem do oceny innych skomplikowanych warunków przełączania.
Cechy TRV w Przełączaniu z Przesunięciem Fazowym
W wcześniej omówionych scenariuszach przełączania awarii, składowa TRV na stronie obciążenia zawsze zanika do zera. Jednak w przypadku przełączania z przesunięciem fazowym, składowa TRV na stronie zanika do częstotliwości odzyskującej napięcia (RV) źródła . Ta zachowanie jest ilustrowane na Rysunku 2, gdzie założono, że różnica faz napięć między dwoma źródłami wynosi 90°, a reaktory krótkiego zwarcia są równe.
Ulepszony Opis
W wcześniej omówionych scenariuszach przełączania awarii, składowa TRV na stronie obciążenia zawsze zanika do zera. Jednak w przypadku przełączania z przesunięciem fazowym, składowa TRV na stronie zanika do częstotliwości odzyskującej napięcia (RV) źródła . Jak pokazano na Rysunku 2, zakładamy, że różnica faz napięć między dwoma źródłami wynosi 90°, a reaktory krótkiego zwarcia są równe.
Zatem kluczowe cechy operacji przełączania z przesunięciem fazowym to:
Bardzo wysokie szczyty TRV: Wartości szczytowe TRV są znacznie wyższe w porównaniu do innych trybów przełączania.
Umiarkowane RRRV i prądy: Tempa wzrostu napięcia ponownego uderzenia (RRRV) i poziomy prądów pozostają umiarkowane, mimo wysokich szczytów TRV.
Ponieważ szczyt TRV w warunkach przesunięcia fazowego jest najwyższy spośród wszystkich trybów przełączania, ten scenariusz często służy jako odniesienie do oceny innych specjalnych warunków przełączania, takich jak:
Usuwanie uszkodzeń na długich liniach transmisyjnych
Obsługa uszkodzeń na liniach z kompensacją szeregową
Podsumowanie Kluczowych Punktów:
TRV na stronie obciążenia: Zawsze zanika do zera we wszystkich scenariuszach przełączania awarii.
-strona TRV w przypadku przesunięcia fazowego: Zanika do częstotliwości odzyskującej napięcia (RV) źródła .
Szczyt TRV: Wyjątkowo wysoki w przypadku przełączania z przesunięciem fazowym.
RRRV i prądy: Pozostają względnie umiarkowane.
Standard referencyjny: Szczyt TRV w warunkach przesunięcia fazowego jest najwyższy, co sprawia, że jest powszechnym odniesieniem do oceny innych skomplikowanych warunków przełączania.
Rysunek 3 ilustruje dwa scenariusze, które mogą prowadzić do warunków przesunięcia fazowego. W pierwszym scenariuszu (lewy obraz) generator jest przypadkowo podłączony do sieci przez przerzutnik przy niewłaściwym kącie fazowym. W drugim scenariuszu (prawy obraz) różne części sieci transmisyjnej tracą synchronizację, często z powodu krótkiego zwarcia występującego gdzieś w sieci.
W obu przypadkach, prądy z przesunięciem fazowym płyną przez sieć, które muszą być niezawodnie przerwane przez przerzutniki. Te sytuacje stanowią znaczące wyzwania dla systemu energetycznego, ponieważ przesunięcie faz może prowadzić do wysokich prądów i napięć przejściowych, wymagając od przerzutników skutecznej obsługi tych ekstremalnych warunków.
Podsumowanie Kluczowych Punktów:
Scenariusz 1 (Lewy Obraz): Generator jest podłączony do sieci przy niewłaściwym kącie fazowym, prowadząc do przesunięcia fazowego.
Scenariusz 2 (Prawy Obraz): Różne części sieci transmisyjnej tracą synchronizację, zwykle z powodu krótkiego zwarcia, prowadząc do przesunięcia fazowego.
Prądy z przesunięciem fazowym: W obu scenariuszach, prądy z przesunięciem fazowym płyną przez sieć.
Wymagania dla przerzutnika: Przerzutniki muszą niezawodnie przerwać te prądy z przesunięciem fazowym, aby utrzymać stabilność i bezpieczeństwo systemu.
Przełączanie między Generatorem a Systemem
Podczas korzystania z transformatora wzmacniającego, przełączanie między generatorem a systemem energetycznym może odbywać się na stronie wysokiego napięcia (HV) lub średniego napięcia (MV) transformatora. To przełączanie może nastąpić nie tylko podczas awarii systemu lub awarii elektrowni, ale także podczas synchronizacji i desynchronizacji.
Poważność warunków nierównoległych zależy od:
Różnica kątów fazowych: Im większa różnica kątów fazowych między generatorem a siecią, tym bardziej poważne są warunki nierównoległe.
Stan pobudzenia rotora: Poziom pobudzenia rotora gener
