Напонско повишување при преклопување на паралелен реактор во прекинувачите
Паралелен резонатор во вклучување и исклучување: Обична практика при вклучување и исклучување на индуктивни натоварувања
Вклучување и исклучување на паралелен резонатор е една од најобичните практики при вклучување и исклучување на индуктивни натоварувања. Паралелните резонатори се инсталираат за да компензираат капацитетот на повисоковрски линии и се вклучуваат или исклучуваат во зависност од моменталната натовареност на линијата. Бидејќи паралелниот резонатор може да се третира како елемент на збирна шема со паразитен капацитет, еквивалентната шема на натоварувањето може да се поедностави до LC (индуктор-капацитет) коло.
Осцилации на напонот при прекинување
На моментот на прекинување, кој често вклучува прекинување на струјата, LC колото произведува осцилации на напонот. Максималниот напон, , достигнува пик кој е 1 пер јединица (п.ј.) од системскиот напон подигнат со дополнителен придонес од прекинувањето на струјата. Типично, једнофренвената осцилаторна преходна напонска рекуперација (TRV) е на висока фреквенција, стандардизирана од IEC 62271-110 на вредности помеѓу 6,8 кХц при номинален напон од 72,5 кВ и 1,5 кХц при 800 кВ.
Кратко време на дуга и ризик од повторно запалување
Слично на вклучувањето и исклучувањето на капацитивни струи, струјата на резонаторот е доволно мала така што прекинувањето може да се случи после многу кратко време на дуга. Ова кратко време значи дека размакот во прекинувачот можеби не е достигнал доволно голяма ширина на моментот на нулта струја за да изддржи TRV. Ако се случи, настанува прекинување, што води до повторно запалување. Во овој случај, повторното запалување се нарекува повторно запалување бидејќи високофреквената TRV го причинува да се случи во рамки на четвртина период на сетната фреквенција после прекинувањето.
Нискоденежна дисхаргира во индуктивно повторно запалување
Задолжувајќи се на повторното запалување во капацитивни кола, енергијата доставена до индуктивното повторно запалување е релативно мала, претставувајќи главно дисхаргира на паразитниот капацитет. Кратка, високофреквенска струја за повторно запалување ќе текне, и размакот може или не да се опорави од настанот. Покрај течењето на струјата за повторно запалување, отворениот размак достигнува само слегка повисок напон за прекинување. После прекинувањето на струјата за повторно запалување, следниве повисоки TRV можат повторно да доведат до повторно запалување. Ова е веројатно да се случи затоа што, во рамки на краткиот проводлив период, сетната фреквенција на струјата во резонаторот се зголемува слегка, што прави втората TRV да биде стремна и потенцијално повисока од претходната.
Множество повторни запалувања и ескалација на напонот
Секвенцата на повторни запалувања се нарекува множество повторни запалувања, а постепеното зголемување на напонот за повторно запалување се нарекува (индуктивна) ескалација на напонот. Множеството повторни запалувања може да бидат особено изазов за гасни и масло прекинувачи, затоа вклучувањето и исклучувањето на паралелен резонатор понекогаш се нарекува "ноќен кошмар за прекинувачите". Ова е особено точно затоа што вклучувањето и исклучувањето на паралелен резонатор е секојдневна операција, што го прави чест извор на стрес за овие уреди.
Анализа на тест на SF6 прекинувач со множество повторни запалувања
Во дадениот дијаграм за тест на SF6 прекинувач, може да се забележат седум повторни запалувања пред да се постигне опоравување. Недеда следе секое повторно запалување, струјата за повторно запалување на висока фреквенција го одржува размакот проводлив за околу 100 μs. Максималниот напон достигнат над натоварениот резонатор е 2,3 п.ј.. Без повторни запалувања, максималниот напон би бил 1,08 п.ј. поради многу малата струја за прекинување. Врвната вредност на преходната напонска рекуперација (TRV) е 3,3 п.ј..
Клучни набљудувања:
Множество повторни запалувања: Невзирајќи на многу малата струја за прекинување, напонот на натоварувањето значително се зголемува после множество повторни запалувања. Ова истакнува критичниот влијание на повторните запалувања врз нивото на напонот во системот.
Струја за повторно запалување на висока фреквенција: Струјата за повторно запалување е карактеристична со својата висока фреквенција, што го одржува размакот проводлив за краток период (околу 100 μs). Овој краток период на проводливост дозволува напонот брзо да се зголеми, што доведува до последователни повторни запалувања.
Ескалација на напонот: Максималниот напон над натоварениот резонатор достигнува 2,3 п.ј., што е повеќе од двојно од очекуваниот напон без повторни запалувања (1,08 п.ј.). Врвната вредност на TRV од 3,3 п.ј. дополнително истакнува тешкотијата на ескалацијата на напонот причинета од множество повторни запалувања.
Превенција на множество повторни запалувања при вклучување и исклучување на паралелен резонатор
Множество повторни запалувања при вклучување и исклучување на паралелен резонатор можат ефективно да се избегнат преку техники на контролирано прекинување. Заместо да се полага на случајно одделување на контакти, контролираното прекинување осигурува дека контактите се одделуваат далеч пред моментот на нулта струја. Овој пристап има неколку предности:
Избегнување на кратко време на дуга: Со одделување на контактите зарано, временото на дуга се продлужува, што дозволува размакот да достигне доволна ширина пред да струјата природно стигне до нула. Ова намалува ризикот од повторно запалување, бидејќи размакот е подобро подготвен да изддржи преходната напонска рекуперација (TRV).
Точна интервенција: Контролираното прекинување осигурува дека прекинувањето се случува кога размакот веќе е достигнал доволна ширина. Овој момент минимизира веројатноста за повторно запалување и помогнува во одржување на стабилна работна функција на системот.
Намалена ескалација на напонот: Со предотврата на повторни запалувања, контролираното прекинување исто така намалува ризикот од ескалација на напонот. Системскиот напон останува поблизу до очекуваните вредности, што намалува стресот на изолацијата и други компоненти.
Преимущества на контролираното прекинување
Подобрен надеженост: Контролираното прекинување подобрува целосниот надеженост на прекинувачот, особено во примените кои вклучуваат паралелни резонатори. Намалува се појавата на множество повторни запалувања, што може иначе да доведе до повреди на опремата или нестабилност на системот.
Подобрен перформанс: Со избегнување на повторни запалувања, контролираното прекинување осигурува дека прекинувачот работи внатре во своите дизајн параметри, одржувајќи оптимален перформанс и проширувајќи животен период на опремата.
Штедење на трошоци: Намалувањето на учесталоста на повторни запалувања може да доведе до штедење на трошоци, намалувајќи потребата за одржуване и предотврата на потенцијални повреди на опремата.
