העלאת מתח במשבש מקביל במהלך החלפת מסלולים במחסום חשמלי
הפעלת מתג של ריאקטור צדדי: תכנית נפוצה בפתיחה והפעלה של מטענים אינדוקטיביים
הפעלת מתג של ריאקטור צדדי היא אחת התכניות הנפוצות ביותר בפתיחה והפעלה של מטענים אינדוקטיביים. ריאקטורים צדדיים מותקנים כדי לפצות על קיבולת קו אווירי ומופעלים או מכבים בהתאם לנטל המומנטני של הקו. מאחר שריאקטור צדדי יכול להיחשב כאלמנט מעגל מרוכז עם קיבולת משנית, ניתן לפשט את המעגל המקביל למעגל LC פשוט (אינדקטור-קיבול).
נשאות מתח בעת הפסקה
ברגע הפסקה, שנלווה לעתים קרובות לחתך זרם, מעגל ה-LC יוצר נשאות מתח. המתח המרבי, , מגיע לשיא שהוא 1 יחידת מתח מערכת (p.u.) מוגברת על ידי תרומה נוספת מהחתך של הזרם. בדרך כלל, הנשאות המתח השחזורית טרנסיאנטית (TRV) בתדר אחד גבוהה, ותקינה על פי IEC 62271-110 לתדרים בין 6.8 kHz במתח נומינלי של 72.5 kV ובין 1.5 kHz במתח של 800 kV.
זמן חשמל קצר סיכון להתלקחות מחדש
בדומה לפתיחת זרם קיבולי, זרם הריאקטור נמוך מספיק כך שההפסקה יכולה להתרחש לאחר זמן חשמל קצר מאוד. משך זמן קצר זה מציין שהמרווח של המתג עשוי לא להגיע למרחק מספיק בנקודת האפס של הזרם כדי לסבול את TRV. אם זה קורה, מתרחשת התפרקות, המובילה להתלקחות מחדש. במקרה זה, ההתלקחות מחדש נקראת התלקחות מחדש כי TRV בתדר גבוה גורמת לה להתרחש בתוך רבע מחזור מתח של הרשת אחרי ההפסקה.
פליטת אנרגיה נמוכה בהתלקחות מחדש אינדוקטיבית
בניגוד להדלקה מחדש במעגלים קיבוליים, האנרגיה המסופקת להתלקחות מחדש האינדוקטיבית היא נמוכה יחסית, והיא בעיקר פליטת הקיבולת המשנית. זרם הלהלקחה מחדש בתדר גבוה יעבור למשך זמן קצר, והמרווח עשוי או לא יהיה מסוגל להחלים מהאירוע. במהלך זרם ההדלקה מחדש, המרווח המפתח מגיעה רק למתח התפרקות מעט גבוה יותר. לאחר הפסקת זרם ההדלקה מחדש, המתח השחזורית הגבוה יותר יכול שוב לגרום להדלקה מחדש. זה הרבה יותר סביר להתרחש כי, במהלך התקופה הקצרה של מוליכות, זרם הרשת בתדר מתח עולה קצת, מה שגורם ל-TRV השנייה להיות תלולה ואולי גבוהה יותר מהקודמת.
הדלקות חוזרות רבות והגדלת מתח
סדרת ההדלקות החוזרות נקראת הדלקות חוזרות מרובות, והגדלת הדרגתי של מתח ההדלקה החוזרת מכונה (אינדוקטיבית) הגברת מתח. הדלקות חוזרות מרובות יכולות להיות מאתגרות במיוחד עבור מתגי גז ושמן, ולכן פתיחה והפעלה של ריאקטורים צדדיים לעיתים קרובות מכונה "nightmare of circuit breakers". זה במיוחד נכון כי פתיחה והפעלה של ריאקטורים צדדיים היא פעולה יומית, מה שהופך אותה למקור תכוף של לחץ על המכשירים הללו.
ניתוח ניסוי מתג SF6 עם הדלקות חוזרות מרובות
באיור הנתון עבור ניסוי מתג SF6, ניתן לראות שבע הדלקות חוזרות לפני שמגיעים לשיקום. מיד לאחר כל הדלקה חוזרת, זרם הדלקה חוזרת בתדר גבוה מאוד ממשיך לשמור על מוליכות המרווח למשך בערך 100 μs. המתח המרבי שנגיע לריאקטור המטען הוא 2.3 p.u.. ללא הדלקות החוזרות, המתח המרבי היה 1.08 p.u. בשל זרם החתך הקטן מאוד. ערך השיא של המתח השחזורית הטרנסיאנטית (TRV) הוא 3.3 p.u..
צפיות מפתח:
הדלקות חוזרות מרובות: למרות זרם החתך הקטן מאוד, המתח על המטען עולה באופן משמעותי לאחר הדלקות חוזרות מרובות. זה מדגיש את השפעתם הקריטית של הדלקות חוזרות על רמות המתח של המערכת.
זרם הדלקה חוזרת בתדר גבוה: זרם ההדלקה החוזרת מאפיין בתדר גבוה מאוד, שמשמר מוליכות המרווח למשך זמן קצר (בערך 100 μs). משך זמן מוליכות קצר זה מאפשר לבנות במהירות את המתח, מה שמביא להדלקות חוזרות נוספות.
הגברת מתח: המתח המרבי על ריאקטור המטען מגיע ל2.3 p.u., שזה יותר מפי שניים מהמתח הצפוי ללא הדלקות חוזרות (1.08 p.u.). ערך השיא של TRV של 3.3 p.u. מדגיש עוד יותר את חומרת ההגברת המתח הנגרמת על ידי הדלקות חוזרות מרובות.
מניעת הדלקות חוזרות מרובות בפתיחה והפעלה של ריאקטורים צדדיים
הדלקות חוזרות מרובות במהלך פתיחה והפעלה של ריאקטורים צדדיים ניתן למנוע בצורה יעילה באמצעות טכניקות פתיחה מבוקרת. במקום לבטוח על הפרדת מגע אקראית, פתיחה מבוקרת מבטיחה שהמגע מופרד מספיק מראשית נקודת האפס של הזרם. גישה זו מציעה מספר יתרונות:
מניעת זמני חשמל קצרים: על ידי הפרדת המגע מראש, זמן החשמל מתארך, מאפשר למרווח להגיע למרחק מספיק לפני שהזרם באופן טבעי מגיע לאפס. זה מפחית את הסיכון להתלקחות מחדש, שכן המרווח מוכן טוב יותר לסבול את המתח השחזורית הטרנסיאנטית (TRV).
הפסקה בזמן: פתיחה מבוקרת מבטיחה שההפסקה מתרחשת כאשר המרווח כבר הגיע למרחק מספיק. זמני זה מפחית את הסיכוי להתלקחות מחדש ועוזר לקיים ביצועים יציבים של המערכת.
הקטנת הגברת מתח: על ידי מניעת הדלקות חוזרות, פתיחה מבוקרת גם מפחיתה את הסיכון לגברת מתח. המתח של המערכת נשאר קרוב יותר לערכים הצפויים, מפחית את הלחץ על מבודדים ורכיבים אחרים.
יתרונות של פתיחה מבוקרת
הימור בטיחות: פתיחה מבוקרת משפרת את הבטיחות הכוללת של המתג, במיוחד בהישגים המעורבים ריאקטורים צדדיים. זה מפחית את תדירות ההדלקות החוזרות, שיכולות אחרת להוביל לנזק בציוד או לinstability במערכת.
ביצועים משופרים: על ידי מניעת הדלקות חוזרות, פתיחה מבוקרת מבטיחה שהמתג עובד בתוך פרמטרים העיצוב, שומר על ביצועים אופטימליים ומאריך את חיי המחשבה של הציוד.
חסכון בעלות: הפחתת תדירות ההדלקות החוזרות יכולה להוביל לחסכון בעלות על ידי הפחתת דרישות תחזוקה ומניעת תקלות אפשריות בציוד.
