Напряжение при включване на паралелен реактор чрез прекъсвачи
Паралелен реакторен превключване: Обща практика при превключването на индуктивни натоварвания
Превключването на паралелен реактор е една от най-общиите практики при превключването на индуктивни натоварвания. Паралелните реактори се инсталират, за да компенсират капацитета на въздушната линия, и се превключват в или извън системата в зависимост от моментното натоварване на линията. Тъй като паралелният реактор може да бъде третиран като единично схемно елемент с паразитен капацитет, еквивалентната натоварваща схема може да бъде опростена до проста LC (индуктор-капацитет) схема.
Напряжения осцилации при прекъсване
В момента на прекъсване, което често включва прекъсване на тока, LC схемата произвежда напрежението осцилации. Максималното напрежение, , достига пик, който е 1 пер. ед. (p.u.) от системното напрежение, увеличено с допълнителния принос от прекъсването на тока. Обикновено, едночастотната осцилаторна преходна възстановителна напруга (TRV) е с висока честота, стандартизирана от IEC 62271-110 до стойности между 6.8 кХц при номинално напрежение от 72.5 кВ и 1.5 кХц при 800 кВ.
Кратко време на дъга и риск от повторно запалване
Подобно на превключването на емпиричния ток, реакторният ток е достатъчно малък, за да позволи прекъсване след много кратко време на дъга. Тази кратка продължителност означава, че разстоянието в разклонението на прекъсвителя може да не е достигнало достатъчно голяма величина в момент на нулев ток, за да издържи TRV. Ако това се случи, настъпва разрушение, водещо до повторно запалване. В този случай, повторното запалване се нарича повторно запалване, тъй като високочестотната TRV го причинява да се случи в рамките на четвърт период на силовата честота след прекъсването.
Ниско енергийно разрядване при индуктивно повторно запалване
Срещу раз resizable restrike в емпиричните схеми, енергията, доставена при индуктивно повторно запалване, е относително ниска, бейки основно разрядване на паразитния капацитет. Кратко време ще протече високочестотен ток за повторно запалване, и разстоянието може или не да се възстанови след събитието. По време на протичане на тока за повторно запалване, разтвореното разстояние достига само леко по-високо напрежение за разрушение. След прекъсването на тока за повторно запалване, последвалият по-висок TRV отново може да доведе до повторно запалване. Това е по-вероятно да се случи, тъй като, по време на краткия проводящ период, силовата честота на тока в реактора се увеличава леко, причинявайки втория TRV да бъде по-стръмен и потенциално по-висок от предходния.
Множество повторни запалвания и ескалация на напрежението
Последователността от повторни запалвания се нарича множество повторни запалвания, а постепенното увеличение на стойността на напрежението за повторно запалване се нарича (индуктивна) ескалация на напрежението. Множеството повторни запалвания могат да бъдат особено трудни за газови и маслени прекъсвители, поради което превключването на паралелни реактори понякога се нарича "нощал на прекъсвител". Това е особено вярно, тъй като превключването на паралелни реактори е дневна операция, правейки я чест източник на стрес за тези устройства.
Анализ на теста на SF6 прекъсвител с множество повторни запалвания
В дадената фигура за тест на SF6 прекъсвител, могат да се наблюдават седем повторни запалвания, преди да се постигне възстановяване. Незабавно след всеки повторен запалване, ток за повторно запалване с висока честота поддържа разстоянието проводещо за около 100 μс. Максималното напрежение, достигнато върху реактора на натоварването, е 2.3 p.u.. Без повторните запалвания, максималното напрежение би било 1.08 p.u. поради много малкия ток за прекъсване. Пиковата стойност на преходната възстановителна напруга (TRV) е 3.3 p.u..
Основни наблюдения:
Множество повторни запалвания: Въпреки много малкия ток за прекъсване, напрежението на натоварването значително се увеличава след множество повторни запалвания. Това подчертава критичното влияние на повторните запалвания върху нивата на напрежението в системата.
Високочестотен ток за повторно запалване: Токът за повторно запалване се характеризира с висока честота, която поддържа разстоянието проводещо за кратък период (около 100 μс). Тази кратка продължителност на проводимостта позволява напрежението да се увеличи бързо, водейки до последващи повторни запалвания.
Ескалация на напрежението: Максималното напрежение върху реактора на натоварването достига 2.3 p.u., което е повече от два пъти по-голямо от очакваното напрежение без повторни запалвания (1.08 p.u.). Пиковата стойност на TRV от 3.3 p.u. допълнително подчертава тежестта на ескалацията на напрежението, причинена от множество повторни запалвания.
Предотвратяване на множество повторни запалвания при превключването на паралелен реактор
Множество повторни запалвания при превключването на паралелен реактор могат да бъдат ефективно избегнати чрез техники за контролирано превключване. Вместо да се полага надежда на случаен разтвор на контакти, контролираното превключване гарантира, че контактите се разтварят добре преди моментната точка на нулев ток. Този подход предлага няколко предимства:
Избягване на кратко време на дъга: Чрез предварителното разтваряне на контактите, времето на дъга се удължава, позволявайки на разстоянието да достигне достатъчно голяма величина преди токът естествено да достигне нула. Това намалява риска от повторно запалване, тъй като разстоянието е по-добре подготвено да издържи преходната възстановителна напруга (TRV).
Времево прекъсване: Контролираното превключване гарантира, че прекъсването се случва, когато разстоянието вече е достигнало достатъчно голяма величина. Това време минимизира вероятността за повторно запалване и помага да се поддържа стабилна работна система.
Намалена ескалация на напрежението: Чрез предотвратяването на повторни запалвания, контролираното превключване също намалява риска от ескалация на напрежението. Системното напрежение остава по-близо до очакваните стойности, намалявайки стреса върху изолацията и други компоненти.
Предимства на контролираното превключване
Подобрена надеждност: Контролираното превключване подобрява общата надеждност на прекъсвителя, особено в приложения, включащи паралелни реактори. То намалява появата на множество повторни запалвания, които в противен случай могат да доведат до повреди на оборудването или нестабилност на системата.
Подобрена производителност: Чрез избягването на повторни запалвания, контролираното превключване гарантира, че прекъсвителят работи в рамките на своите проектни параметри, поддържайки оптимална производителност и удължавайки жизнения цикъл на оборудването.
Спестявания на разходи: Намаляването на честотата на повторни запалвания може да доведе до спестявания, като се намаляват изискванията за поддръжка и се предотвратяват потенциални повреди на оборудването.
