Metody zmírnění přepnutí přetlaku v EHV
Rychlé připojení paralelních reaktorů
Cíl:
Paralelní reaktory se primárně používají k kompenzaci kapacitivních vlastností dlouhých přenosových linek, které mohou způsobit přetlak a problémy s reaktivní energií. Poskytují také vedlejší výhodu snížením přepínacích přetlaků při připojení, ale toto není obvykle hlavní důvod, proč je elektrárny instalují. Hlavní cíle paralelních reaktorů zahrnují:
Kompenzace kapacity: Dlouhé přenosové linky mají významnou kapacitu, zejména na úrovni extra vysokého napětí (EHV). Tato kapacita může způsobit přetlaky, zejména za podmínek lehkého zatížení nebo když je linka otevřená. Paralelní reaktory pomáhají zmírnit tyto přetlaky tím, že poskytují reaktivní zátěž, která protiúčinkuje kapacitivním efektům.
Snížení přepínacích přetlaků: I když není hlavním cílem, paralelní reaktory mohou také snížit přepínací přetlaky. Když se spínač otevře nebo zavře, mohou nastat přechodné přetlaky. Paralelní reaktory mohou pohlcovat některé z těchto přechodných jevů, čímž snižují velikost přetlaků.
Aplikace:
Paralelní reaktory jsou obvykle instalovány v transformačních stanicích podél dlouhých přenosových linek, zejména v EHV systémech, kde je kapacitní efekt více výrazný.
Nesou se obvykle nepouze k snížení přepínacích přetlaků, protože jiná opatření (jako jsou uzavírací odporové rezistory nebo řízené uzavírání) jsou pro tento specifický účel efektivnější.
Uzavírací rezistory
Cíl:
Uzavírací rezistory se používají k omezování nárůstu napětí na přijímacím konci přenosové linky, když je ta zapojena. Hlavním cílem je udržovat napětí v přijatelných mezích, obvykle okolo 2 per unit (p.u.), aby se zabránilo poškození zařízení a zajistila stabilitu systému.
Funkce:
Když je přenosová linka zapojena, náhlý příliv proudu může způsobit významný nárůst napětí na přijímacím konci, což vede k přetlakovým podmínkám.
Uzavírací rezistory jsou dočasně připojeny v sérii se spínačem během operace uzavírání. Omezují počáteční příliv proudu a tlumí jakékoli vzniklé přechodné jevy, čímž zabrání tomu, aby napětí překročilo 2 p.u.
Jakmile se přechodné jevy vyrovnají, rezistory jsou obehnány, a linka funguje normálně.
Výhody:
Omezení napětí: Udržuje napětí na přijímacím konci v bezpečných mezích, chrání zařízení a zajišťuje stabilní provoz.
Tlumení přechodných jevů: Snižuje velikost přepínacích přetlaků, což může být zejména důležité v EHV systémech.
Stupňované uzavírání fází
Princip:
Stupňované uzavírání fází zahrnuje uzavírání jednotlivých fází trojfázového spínače ve vzájemném rozestupech poloviny cyklu. Cílem je umožnit přechodné jevy v první fázi zeslábnout, než se uzavře další fáze, čímž se snižuje pravděpodobnost závažných přetlaků.
Funkce:
V trojfázovém systému se každá fáze uzavírá postupně, s prodlevou poloviny cyklu (10 ms při 50 Hz nebo 8,33 ms při 60 Hz) mezi každou fází.
Stupňovaným uzavíráním se přechodné jevy generované první fází mají čas zeslábnout, než je další fáze zapojena. To snižuje kumulativní efekt přechodných jevů a minimalizuje riziko přetlakových událostí.
Výhody:
Zeslabení přechodných jevů: Umožňuje přechodné jevy z první fáze zeslábnout, než se uzavře další fáze, čímž se snižuje celková závažnost přetlaků.
Zjednodušená implementace: Nevymezuje složité řídicí systémy, což z něj dělá relativně jednoduchou a ekonomickou metodu pro mitigaci přetlaků.
Příkonové ochranné prvky na koncích linek
Cíl:
Příkonové ochranné prvky jsou instalovány na koncích přenosových linek k ochraně před přetlaky způsobenými blesky nebo přepínacími operacemi. Omezují přetlaky v místech, kde jsou instalovány, na ochrannou úroveň ochranného prvku.
Funkce:
Ochranné prvky jsou navrženy tak, aby odváděly nadbytečnou energii z systému, když přetlaky překročí určitou hranici. Zachycují napětí na bezpečné úrovni, což brání poškození zařízení a zajišťuje integritu přenosového systému.
Typicky jsou ochranné prvky umístěny na obou koncích přenosové linky (odesílací a přijímací terminály). Nicméně, omezují přetlaky pouze v těchto specifických místech a neposkytují ochranu po celé délce linky.
Výhody:
Ochrana před přetlaky: Efektivně chrání zařízení na koncích linek před přetlaky způsobenými blesky nebo přepínáním.
Cílená ochrana: Poskytuje zaměřenou ochranu v klíčových místech systému bez potřeby dodatečného zařízení po celé délce linky.
Řízené uzavírání
Princip:
Řízené uzavírání je pokročilá opatření, které využívá dynamického kontroléru k analýze diferenciálního napětí přes spínač, predikci budoucích minimálních napětí a uzavření spínače v optimálním okamžiku k minimalizaci přetlaků. Celý proces musí být dokončen během méně než 0,5 sekundy, aby byl efektivní.
Funkce:
Dynamický kontrolér neustále sleduje rozdíl napětí přes spínač.
Identifikuje body minimálního napětí a predikuje, kdy budou budoucí minima nastat.
Kontrolér pak uzavře spínač v predikovaném bodě minimálního napětí, což zajišťuje, že uzavírání proběhne během období nízkého napětí a minimalizuje riziko přetlaku.
Tato metoda vyžaduje rychlé a přesné řídicí algoritmy, stejně jako přesné časování, aby se zajistilo, že spínač uzavře v optimálním okamžiku.
Výhody:
Minimalizace přetlaků: Uzavřením spínače v optimálním bodě napětí řízené uzavírání významně snižuje velikost přetlaků.
Zlepšení stability systému: Pomáhá udržovat stabilitu systému tím, že brání příliš velkým přetlakům během zapojení linky.
Pokročilá technologie: Nabízí sofistikovanější a efektivnější řešení oproti tradičním metodám, jako je stupňované uzavírání fází nebo uzavírací rezistory.
Profil přetlaků v dlouhých EHV liniích
Graf ukazující profil přetlaků v dlouhých EHV liniích demonstруje efektivitu různých možností omezení přetlaků. Každá metoda má svůj vlastní dopad na úroveň přetlaků, a volba metody závisí na specifických požadavcích systému.
Rychlé připojení paralelních reaktorů: Redukuje přetlaky způsobené kapacitou linky a poskytuje nějaké snížení přepínacích přetlaků.
Uzavírací rezistory: Omezují napětí na přijímacím konci na 2 p.u., efektivně kontrolovali přetlaky během zapojení linky.
Stupňované uzavírání fází: Snižuje kumulativní efekt přechodných jevů tím, že jim umožňuje zeslábnout mezi uzavíráním fází.
Příkonové ochranné prvky na koncích linek: Chrání koncové body linek před přetlaky, ale nezajišťují ochranu po celé délce linky.
Řízené uzavírání: Minimalizuje přetlaky uzavřením spínače v optimálním bodě napětí, nabízí nejefektivnější kontrolu nad přechodnými přetlaky.
Každá z těchto metod může být použita samostatně nebo v kombinaci k dosažení požadované mitigace přetlaků v dlouhých EHV liniích, v závislosti na specifických potřebách a omezeních systému.
