Pagtaas sa Voltage sa Pag-switch sa Shunt Reactor sa mga Circuit Breaker

Pagpapalit ng Shunt-Reactor: Isang Karaniwang Praktis sa Pagpapalit ng Inductive-Load

Ang pagpapalit ng shunt-reactor ay isa sa mga pinakakaraniwang praktis sa pagpapalit ng inductive-load. Ang mga shunt reactors ay itinatag upang kompensahin ang capacitance ng overhead line at ini-switch in o out batay sa momentary line load. Dahil maaaring trating ang shunt reactor bilang isang lumped circuit element na may stray capacitance, maaaring simplipikahan ang equivalent load circuit sa isang straightforward LC (inductor-capacitor) circuit.

Voltage Oscillations sa Interruption

Sa oras ng interruption, na kadalasang kasama ang current chopping, naglalabas ang LC circuit ng voltage oscillations. Ang maximum voltage, Ump, umabot sa peak na 1 per unit (p.u.) ng system voltage na dinagdagan ng karagdagang kontribusyon mula sa current chopping. Karaniwan, ang single-frequency oscillatory transient recovery voltage (TRV) ay mataas na frequency, na naka-standardize ng IEC 62271-110 sa mga halaga sa pagitan ng 6.8 kHz sa rated voltage ng 72.5 kV at 1.5 kHz sa 800 kV.

Maikling Arcing Time at Re-ignition Risk

Kapareho sa capacitive-current switching, ang reactor current ay sapat na mababa na maaaring magkaroon ng interruption pagkatapos ng maikling arcing time. Ang maikling duration na ito ay nangangahulugan na maaaring hindi pa sapat ang spacing ng circuit-breaker gap sa oras ng zero point ng current upang matiis ang TRV. Kung mangyari ito, magkakaroon ng breakdown, na nagdudulot ng re-ignition. Sa kaso na ito, tinatawag itong re-ignition dahil ang high-frequency TRV ang nagdudulot nito sa loob ng quarter ng power-frequency period pagkatapos ng interruption.

Mababang Energy Discharge sa Inductive Re-ignition

Kunwari sa restrike sa capacitive circuits, ang energy na ibinibigay sa inductive re-ignition discharge ay relatibong mababa, na pangunahing ang discharge ng stray capacitance. Maglalakad ang maikling high-frequency re-ignition current, at maaaring ma-recover o hindi ang gap mula sa event. Sa panahon ng flow ng re-ignition current, umabot lamang ang opening gap sa kaunti pa ring mas mataas na breakdown voltage. Pagkatapos mairapan ang re-ignition current, maaaring mag-lead muli ang susunod na mas mataas na TRV sa re-ignition. Mas malamang itong mangyari dahil, sa maikling conducting period, ang power-frequency current sa reactor ay medyo lumalaki, nagdudulot ng ikalawang TRV na mas steep at potensyal na mas mataas kaysa sa nakaraan.

Multiple Re-ignitions at Voltage Escalation

Ang sequence ng re-ignitions ay tinatawag na multiple re-ignitions, at ang gradual increase sa re-ignition voltage value ay tinatawag na (inductive) voltage escalation. Maaaring makapagtantya ang multiple re-ignitions para sa gas at oil circuit breakers, kaya't minsan itinuturing ang shunt-reactor switching bilang "circuit-breaker's nightmare." Lalo na ito dahil ang shunt-reactor switching ay isang daily operation, kaya ito ay isang madalas na source ng stress para sa mga device na ito.

Pagsusuri ng SF6 Circuit Breaker Test na may Multiple Re-ignitions

Sa binigay na figure para sa isang SF6 circuit breaker test, pito (7) na re-ignitions ang maaaring mapansin bago matamo ang recovery. Agad pagkatapos ng bawat re-ignition, ang re-ignition current ng napakataas na frequency ang nagpapanatili ng conduction ng gap sa humigit-kumulang 100 μs. Ang maximum voltage na natamo sa load reactor ay 2.3 p.u.. Kung walang re-ignitions, ang maximum voltage ay 1.08 p.u. dahil sa napakaliit na chopping current. Ang peak value ng transient recovery voltage (TRV) ay 3.3 p.u..

Key Observations:

• Multiple Re-ignitions: Kahit napakaliit ang chopping current, ang load voltage ay lubhang tumataas pagkatapos ng multiple re-ignitions. Ito ay nagbibigay-diin sa critical impact ng re-ignitions sa voltage levels ng sistema.

• High-Frequency Re-ignition Current: Ang re-ignition current ay may napakataas na frequency, na nagpapanatili ng conduction ng gap sa maikling panahon (humigit-kumulang 100 μs). Ang maikling duration ng conduction na ito ay nagpapahintulot sa voltage na mabilis na tumaas, nagdudulot ng subsequent re-ignitions.

• Voltage Escalation: Ang maximum voltage sa load reactor ay umabot sa 2.3 p.u., na higit sa doble ng inaasahang voltage nang walang re-ignitions (1.08 p.u.). Ang peak TRV value na 3.3 p.u. ay nagbibigay-diin pa sa severity ng voltage escalation na dulot ng multiple re-ignitions.

Paghuhuli ng Multiple Re-ignitions sa Shunt-Reactor Switching

Maaaring mabawasan ang multiple re-ignitions sa shunt-reactor switching sa pamamagitan ng teknik ng controlled switching. Sa halip na umasa sa random contact separation, ang controlled switching ay sigurado na ang contacts ay hiwalay nang maaga bago ang current zero point. Ang approach na ito ay nagbibigay ng ilang mga advantage:

• Avoiding Short Arcing Times: Sa pamamagitan ng paghihiwalay ng contacts nang maaga, ina-extend ang arcing time, na nagpapahintulot sa gap na maabot ang sapat na spacing bago ang current natural na umabot sa zero. Ito ay nagsisiguro na mabawasan ang risk ng re-ignition, dahil ang gap ay handa na upang matiis ang TRV.

• Timely Interruption: Sigurado ang controlled switching na ang interruption ay mangyayari kapag ang gap ay nakaabot na sa sapat na spacing. Ito ay nagbabawas sa likelihood ng re-ignition at tumutulong sa pag-maintain ng stable system performance.

• Reduced Voltage Escalation: Sa pamamagitan ng pag-iwas sa re-ignitions, ang controlled switching ay nagbawas din sa risk ng voltage escalation. Ang system voltage ay nai-retain ang mas malapit sa expected values, na nagbabawas ng stress sa insulation at iba pang components.

Benefits ng Controlled Switching

• Enhanced Reliability: Nagpapabuti ang controlled switching sa overall reliability ng circuit breaker, lalo na sa mga application na may shunt reactors. Ito ay nagbabawas sa occurrence ng multiple re-ignitions, na maaaring magresulta sa damage sa equipment o system instability.

• Improved Performance: Sa pamamagitan ng pag-iwas sa re-ignitions, ang controlled switching ay nagse-ensure na ang circuit breaker ay gumagana sa loob ng design parameters, na nagpapanatili ng optimal performance at nagpapahaba ng lifespan ng equipment.

• Cost Savings: Ang pagbabawas sa frequency ng re-ignitions ay maaaring magresulta sa cost savings sa pamamagitan ng pag-minimize ng maintenance requirements at prevention ng potential equipment failures.