Pagtaas ng Voltaheng sa Paggalaw ng Shunt Reactor sa mga Circuit Breaker

Edwiin

Larangan: Pamindih ng kuryente

China

Pag-switch ng Shunt-Reactor: Isang Karaniwang Praktis sa Pag-switch ng Inductive-Load

Ang pag-switch ng shunt-reactor ay isa sa mga pinaka-karaniwang praktis sa pag-switch ng inductive-load. Ang mga shunt reactors ay itinatag upang kompensahin ang capacitance ng overhead line at isinaswitch pabor o laban sa momentary line load. Dahil maaaring ituring ang shunt reactor bilang lumped circuit element na may stray capacitance, maaari itong simplipikahin sa straightforward LC (inductor-capacitor) circuit.

Voltage Oscillations sa Interruption

Sa sandaling ito ng interruption, na kadalasang kasama ang current chopping, ang LC circuit ay naglalabas ng voltage oscillations. Ang maximum voltage, $U_{m p}$ , 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 estandarisado 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 Panganib ng Re-ignition

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 ang gap ng circuit-breaker ay maaaring hindi pa abot sa sapat na spacing sa current zero point upang matiis ang TRV. Kung ito ang nangyari, ang breakdown ay mangyayari, na nagdudulot ng re-ignition. Sa kasong ito, tinatawag itong re-ignition dahil ang high-frequency TRV ang nagdudulot nito na mangyari sa loob ng quarter ng power-frequency period pagkatapos ng interruption.

Mababang Energy Discharge sa Inductive Re-ignition

Kunwari ang 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 mag-recover o hindi ang gap mula sa event. Sa panahon ng flow ng re-ignition current, ang opening gap ay umabot lamang sa kaunti na mas mataas na breakdown voltage. Pagkatapos ng re-ignition current ay interrupted, ang susunod na mas mataas na TRV maaaring muli mag-lead sa re-ignition. Mas malamang itong mangyari dahil, sa maikling conducting period, ang power-frequency current sa reactor ay medyo tumataas, nagdudulot ng ikalawang TRV na mas steep at potensyal na mas mataas kaysa sa naunang isa.

Multiple Re-ignitions at Voltage Escalation

Ang sequence ng re-ignitions ay tinatawag na multiple re-ignitions, at ang gradual na pagtaas ng re-ignition voltage value ay tinatawag na (inductive) voltage escalation. Ang multiple re-ignitions ay partikular na mahirap para sa gas at oil circuit breakers, kaya minsan itinuturing ang shunt-reactor switching bilang "circuit-breaker's nightmare." Lalo itong totoo dahil ang shunt-reactor switching ay isang daily operation, ginagawa ito isang madalas na source ng stress para sa mga device na ito.

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

Sa ibinigay na figure para sa SF6 circuit breaker test, pitong re-ignitions ang maaaring mapansin bago matamo ang recovery. Agad pagkatapos ng bawat re-ignition, ang re-ignition current ng napakataas na frequency ay nagpapanatili ng conduction ng gap ng humigit-kumulang 100 μs. Ang maximum voltage na natamo sa load reactor ay 2.3 p.u.. Kung wala ang re-ignitions, ang maximum voltage ay sana 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 ang napakaliit na chopping current, ang load voltage ay lumalaki nang significante 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 characterized ng 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 susunod na re-ignitions.
Voltage Escalation: Ang maximum voltage sa load reactor ay umabot sa 2.3 p.u., na higit sa doble kaysa sa inaasahang voltage nang walang re-ignitions (1.08 p.u.). Ang peak TRV value ng 3.3 p.u. ay lalo pang nagbibigay-diin sa severity ng voltage escalation na dulot ng multiple re-ignitions.

Pag-iwas sa Multiple Re-ignitions sa Shunt-Reactor Switching

Maaaring iwasan 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 maraming benepisyo:

Avoiding Short Arcing Times: Sa pamamagitan ng paghihiwalay ng contacts nang maaga, ang arcing time ay pinahaba, nagbibigay-daan sa gap na maabot ang sapat na spacing bago ang current natural na umabot sa zero. Ito ay binabawasan ang panganib ng re-ignition, dahil ang gap ay mas handa na upang matiis ang transient recovery voltage (TRV).
Timely Interruption: Ang controlled switching ay sigurado na ang interruption ay nangyayari kapag ang gap ay nakaabot na sa sapat na spacing. Ang timing na ito ay minimizes ang 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 din nag-mitigate sa panganib ng voltage escalation. Ang system voltage ay nananatiling mas malapit sa expected values, binabawasan ang stress sa insulation at iba pang components.

Benepisyo ng Controlled Switching

Enhanced Reliability: Ang controlled switching ay nagpapabuti sa overall reliability ng circuit breaker, lalo na sa mga application na may shunt reactors. Ito ay binabawasan ang occurrence ng multiple re-ignitions, na maaaring mag-lead sa damage ng equipment o instability ng sistema.
Improved Performance: Sa pamamagitan ng pag-iwas sa re-ignitions, ang controlled switching ay sigurado na ang circuit breaker ay gumagana sa loob ng design parameters, na nagpapanatili ng optimal performance at pagpapahaba ng lifespan ng equipment.
Cost Savings: Ang pagbawas sa frequency ng re-ignitions ay maaaring mag-lead sa cost savings sa pamamagitan ng pag-minimize ng maintenance requirements at pag-prevent ng potential na equipment failures.