Preklop nesinkroniziranega toka v visokonapetostnih preklopnih ventilih
Koči dva dela električnega omrežja z enakim delovnim napetostjo so povezana, pojavlja se fenomen faznega zamika pri preklopljanju, če imata njuna ekvivalentna vira različne fazne kote, kjer so nekatere ali vse faze 180° izven faze. Med operacijo preklopljanja preklopnik sreča virske napetosti z različnimi faznimi koti, kar vodi do prisotnosti fazno zamikanih tokov v povezavi. Ti tokovi morajo biti zanesljivo prekinjeni s strani preklopnikov na obeh straneh povezave.
Natančneje, razlika faznih kotov med vrtenimi vektorji, ki predstavljajo virske napetosti, vodi do nesinhroniziranih trenutnih valovanj napetosti, kar povzroča značilne prehodne toke in napetostne obremenitve ob preklopljanju. Za prehodno oporo napetosti (TRV) je ta preklopni naloga karakterizirana s aktivnimi viri moči na obeh straneh preklopnika, kar povečuje kompleksnost in izzive preklopne operacije.
Kot je prikazano na Sliki 1, predpostavimo, da viri S1 in S2 predstavljata dva vira z različnima faznima kotoma. Ko preklopnik preklopi med temi dvema virama, lahko razlika faznih kotov vodi do značilnega povečanja prehodnega toka, kar postavlja večje zahteve za preklopnik. Zato mora preklopnik imeti zadostno zmogljivost za obvladovanje teh visoko obremenjenih pogojev, da zagotovi varno in zanesljivo preklopljanje.
Povzetek ključnih točk
Fazno zamikano preklopljanje: Pojavlja se pri preklopu med dvema virama z različnima faznima kotoma.
Prehodni tokovi: Značilni prehodni tokovi so generirani zaradi razlike faznih kotov.
Prehodna opora napetosti (TRV): Preklopna naloga vključuje aktivne vire moči na obeh straneh preklopnika, kar povečuje kompleksnost.
Zahteve za preklopnike: Preklopniki morajo biti sposobni obvladovati visoko obremenjene pogoje, da zagotovijo varno in zanesljivo preklopljanje.
V prej omenjenih nalogah preklopa pri pomankljivostih komponenta prehodne opore napetosti (TRV) na strani obremenitve končno upada na nič. Vendar pa v fazno zamikanem preklopljanju komponenta TRV na strani S2 postopoma upada na frekvenčno oporo napetosti (RV) vira S2. Kot je prikazano na Sliki 2, predpostavimo, da je fazna razlika med dvema virama 90°, in da imajo kratkoposredni reaktorji enako impedanco.
Zato je glavna značilnost fazno zamikanega preklopna operacije zelo visoki špici TRV, medtem ko ostane hitrost narastanja ponovnega udarca (RRRV) in tok relativno umerni. Ker je špic TRV pod pogoji faznega zamika najvišji med vsemi preklopami, ga običajno uporabljajo kot merilo za ocenjevanje drugih kompleksnih preklopov, kot so odstranjevanje pomankljivosti na dolgih prenosnih črtalih ali ravnanje z pomankljivostmi na serijno kompenziranih črtali.
Povzetek ključnih točk:
TRV na strani obremenitve: V vseh primerih komponenta TRV na strani obremenitve upada na nič. TRV na strani S2 pri faznem zamiku: Upada na frekvenčno oporo napetosti (RV) vira S2.
Špic TRV: Zelo visok pri fazno zamikanem preklopljanju.
RRRV in tok: Ostaneta relativno umerni.
Referenčni standard: Špic TRV pod pogoji faznega zamika je najvišji, kar ga često uporabljajo kot referenco za ocenjevanje drugih kompleksnih preklopov.
Značilnosti TRV pri fazno zamikanem preklopljanju
V prej omenjenih scenarijih preklopa pri pomankljivostih komponenta prehodne opore napetosti (TRV) na strani obremenitve upada na nič. Vendar pa v fazno zamikanem preklopljanju komponenta TRV na strani upada na frekvenčno oporo napetosti (RV) vira . Ta obnašanje je prikazan na Sliki 2, kjer je predpostavljeno, da je fazna razlika med dvema virama 90°, in da imajo kratkoposredni reaktorji enako impedanco.
Utočen opis
V prej omenjenih scenarijih preklopa pri pomankljivostih komponenta prehodne opore napetosti (TRV) na strani obremenitve vedno upada na nič. Vendar pa v fazno zamikanem preklopljanju komponenta TRV na strani upada na frekvenčno oporo napetosti (RV) vira . Kot je prikazano na Sliki 2, to predpostavlja fazno razliko 90° med dvema virama in enake kratkoposredne reaktorje.
Zato so ključne značilnosti fazno zamikanega preklopna operacije:
Zelo visoki špici TRV: Špici TRV so značilno višji v primerjavi z drugimi preklopnimi načini.
Umerna RRRV in tok: Hitrost narastanja ponovnega udarca (RRRV) in nivoji toka ostaneta umerni, tudi ob zelo visokih špicih TRV.
Ker je špic TRV pod pogoji faznega zamika najvišji med vsemi preklopni načini, ta scenarij pogosto uporabljajo kot referenco za ocenjevanje drugih posebnih preklopov, kot so:
Odstranjevanje pomankljivosti na dolgih prenosnih črtalih
Ravnanje z pomankljivostmi na serijno kompenziranih črtalih
Povzetek ključnih točk:
TRV na strani obremenitve: Vedno upade na nič v vseh scenarijih preklopa pri pomankljivostih.
TRV na strani pri faznem zamiku: Upada na frekvenčno oporo napetosti (RV) vira .
Špic TRV: Zelo visok pri fazno zamikanem preklopljanju.
RRRV in tok: Ostaneta relativno umerni.
Referenčni standard: Špic TRV pod pogoji faznega zamika je najvišji, kar ga često uporabljajo kot merilo za ocenjevanje drugih kompleksnih preklopov.
Slika 3 prikazuje dva scenarija, ki lahko vodita do faznega zamika. V prvem scenariju (leva slika) je generator nenamerno povezan z omrežjem s preklopnikom pri napačnem faznem kotu. V drugem scenariju (desna slika) izgube sinhronizacijo različni deli prenosnega omrežja, običajno zaradi kratkoposrednice, ki se pojavi kjer koli v omrežju.
V obeh primerih tečejo fazno zamikani tokovi skozi omrežje, ki jih morajo zanesljivo prekiniti preklopniki. Te situacije predstavljajo značilne izzive za sistem moči, saj lahko fazni zamik vodi do visokih prehodnih tokov in napetosti, za katere morajo preklopniki učinkovito obvladovati te ekstremne pogoje.
Povzetek ključnih točk:
Scenarij 1 (leva slika): Generator je povezan z omrežjem pri napačnem faznem kotu, kar vodi do faznega zamika.
Scenarij 2 (desna slika): Različni deli prenosnega omrežja izgubijo sinhronizacijo, običajno zaradi kratkoposrednice, kar vodi do faznega zamika.
Fazno zamikani tokovi: V obeh scenarijih tečejo fazno zamikani tokovi skozi omrežje.
Zahteva za preklopnike: Preklopniki morajo zanesljivo prekiniti te fazno zamikane tokove, da ohranijo stabilnost in varnost sistema.
Preklopljanje med generatorjem in sistemom
Ob uporabi napovednega transformatorja lahko preklopljanje med generatorjem in sistemom moči poteka na visokonaponski (HV) ali srednjonaponski (MV) strani transformatorja. To preklopljanje se lahko zgodi ne le ob pomankljivostih v sistemu ali odpovedi elektrarne, ampak tudi med sinhronizacijo in desinhronizacijo.
Tevžnost fazno zamikanih pogojev odvisna je od:
Razlike faznih kotov: Večja razlika faznih kotov med generatorjem in omrežjem vodi do težjih fazno zamikanih pogojev.
Stanje rotorne vzbužbe: Nivo vzbužbe v generatorjevem rotorju tudi vpliva na tevžnost fazno zamikanih pogojev. Običajno bo sistem vzbužbe hitro zmanjšal moč magnetnega polja rotora, da zmanjša vpliv fazno zamikanih pogojev.
Za reševanje teh izzivov so elektrarne opremljene s številnimi zaščitnimi in nadzornimi napravami:
Napredujoča zaščita: Ta naprava zazna in prepreči, da bi generator izgubil sinhronizacijo z omrežjem.
Naprave za preverjanje sinhronizacije: Te naprave zagotavljajo, da je generator povezan z omrežjem pri pravem faznem kotu, kar prepreči fazno zamikane pogoje.
Oprema za nadzor sinhronizacije: Ta oprema pomaga doseči gladko sinhronizacijo med generatorjem in omrežjem.
Slika 4 prikazuje tipično razporeditev, ki prikazuje povezavo med napovednim transformatorjem, generatorjem in sistemom moči, kot tudi konfiguracijo pripadajočih zaščitnih in nadzornih naprav.
Povzetek ključnih točk:
Lokacija preklopa: Preklopljanje med generatorjem in sistemom moči se lahko dogaja na visokonaponski (HV) ali srednjonaponski (MV) strani napovednega transformatorja.
Fazno zamikani pogoji: Tevžnost fazno zamikanih pogojev odvisna je od razlike faznih kotov in stanja rotorne vzbužbe.
Zaščitne in nadzorne naprave: Elektrarne so opremljene s napredujočo zaščito, napravami za preverjanje sinhronizacije in opremo za nadzor sinhronizacije, da zagotovijo varno in zanesljivo preklopljanje.
2-Preklopljanje med dvema sist
