Pagtaas ng Voltaje sa Paggalaw ng Shunt Reactor sa Circuit Breakers

Edwiin

Larangan: Pansakto ng kuryente

China

Pagsasakop ng Shunt-Reactor: Isang Karaniwang Praktis sa Pagsasakop ng Induktibong Load

Pagsasakop ng shunt-reactor ay isa sa mga pinaka-karaniwang praktis sa pagsasakop ng induktibong load. Ang mga shunt reactors ay inilalapat upang makapag-compensate sa overhead-line capacitance at isinasakop o hindi batay sa sandaling load ng linya. Dahil maaaring ituring ang shunt reactor bilang isang lumped circuit element na may stray capacitance, maaaring simplipikahin ang katumbas na load circuit sa isang straightforward LC (inductor-capacitor) circuit.

Mga Oscillation ng Voltage sa Pag-Interrupt

Sa sandaling nagkakaroon ng pag-interrupt, na kadalasang kasama ang current chopping, ang LC circuit ay naglalabas ng mga oscillation ng voltage. Ang pinakamataas na voltage, $U_{m p}$ , umabot sa tuktok 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 nasa mataas na frequency, na in-standardize ng IEC 62271-110 sa mga halaga na nasa 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 ng capacitive-current switching, ang reactor current ay sapat na mababa upang maaaring magkaroon ng interrupt pagkatapos ng napakamabilis na arcing time. Ang maikling duration na ito ay nagpapahiwatig na ang circuit-breaker gap ay baka hindi pa nakarating sa sapat na pagkalayo sa current zero point upang makapag-withstand ng TRV. Kung mangyari ito, magkakaroon ng breakdown, na nagdudulot ng re-ignition. Sa kasong ito, tinatawag itong re-ignition dahil ang mataas na frequency ng TRV ang nagdudulot nito na mangyari sa loob ng isang quarter ng power-frequency period pagkatapos ng pag-interrupt.

Mababang Energy Discharge sa Induktibong Re-ignition

Kunwari sa restrike sa capacitive circuits, ang energy na ipinadala sa inductibong re-ignition discharge ay relatibong mababa, na pangunahing ang discharge ng stray capacitance. Isang maikling high-frequency re-ignition current ang magpapatakbo, at maaaring makuha o hindi ng gap ang event. Habang ang re-ignition current ay tumatakbo, ang opening gap ay umabot lamang sa kaunti na mas mataas na breakdown voltage. Pagkatapos ng re-ignition current ay natapos, ang sumusunod na mas mataas na TRV maaaring muli na mag-lead sa re-ignition. Mas malamang na ito ay mangyari dahil, habang ang maikling conducting period, ang power-frequency current sa reactor ay medyo lumalaki, nagdudulot ng ikalawang TRV na mas matulin at potensyal na mas mataas kaysa sa unang isa.

Maramihang Re-ignitions at Paggamit ng Voltage

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

Analisis ng Test ng SF6 Circuit Breaker na may Maramihang Re-ignitions

Sa ibinigay na figure para sa test ng SF6 circuit breaker, pitong re-ignitions ang maaaring mapansin bago makuha ang recovery. Agad pagkatapos ng bawat re-ignition, ang re-ignition current ng napakataas na frequency ang nagsasakop ng gap para sa humigit-kumulang 100 μs. Ang pinakamataas na voltage na abot ng load reactor ay 2.3 p.u.. Kung walang re-ignitions, ang pinakamataas na 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..

Pangunahing Observasyon:

Maramihang Re-ignitions: Kahit na napakaliit ang chopping current, ang load voltage ay humahaba nang significante pagkatapos ng maramihang re-ignitions. Ito ay nagbibigay-diin sa critical impact ng re-ignitions sa mga lebel ng voltage ng sistema.
High-Frequency Re-ignition Current: Ang re-ignition current ay mayroong napakataas na frequency, na nagsasakop ng gap para sa maikling panahon (humigit-kumulang 100 μs). Ang maikling duration ng conduction na ito ay nagpapahintulot sa voltage na mabilis na tumaas, nagdudulot ng sumusunod na re-ignitions.
Voltage Escalation: Ang pinakamataas na voltage sa load reactor ay umabot sa 2.3 p.u., na higit sa doble sa inaasahang voltage nang walang re-ignitions (1.08 p.u.). Ang peak TRV value ng 3.3 p.u. ay nagbibigay-diin pa sa severity ng voltage escalation na dulot ng maramihang re-ignitions.

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

Ang maramihang re-ignitions sa shunt-reactor switching ay maaaring ma-iwasan sa pamamagitan ng controlled switching techniques. Hindi tulad ng pag-depensa sa random contact separation, ang controlled switching ay sigurado na ang contacts ay hihiwalayin 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 inextend, nagbibigay-daan sa gap na maabot ang sapat na pagkalayo bago ang current natural na umabot sa zero. Ito ay nagbabawas ng panganib ng re-ignition, dahil ang gap ay mas handa na upang makapag-withstand ng transient recovery voltage (TRV).
Timely Interruption: Ang controlled switching ay sigurado na ang interruption ay mangyayari kapag ang gap ay narinig na sapat na pagkalayo. 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 nagbawas ng panganib ng voltage escalation. Ang system voltage ay nananatili na mas malapit sa inaasahang values, nagbabawas ng stress sa insulation at iba pang components.

Benepisyo ng Controlled Switching

Enhanced Reliability: Ang controlled switching ay nagpapabuti ng overall reliability ng circuit breaker, lalo na sa mga aplikasyon na may shunt reactors. Ito ay nagbawas ng pag-occur ng maramihang re-ignitions, na maaaring otherwise mag-lead sa equipment damage o system instability.
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, nag-maintain ng optimal performance at pag-extend ng lifespan ng equipment.
Cost Savings: Ang pag-reduce ng frequency ng re-ignitions ay maaaring mag-lead sa cost savings sa pamamagitan ng pag-minimize ng maintenance requirements at pag-prevent ng potential equipment failures.