Metode smanjenja prekidnih preopterećenja u EHV
Brza instalacija shunt reaktora
Cilj:
Shunt reaktori se uglavnom koriste za kompenzaciju kapacitance dugačkih prenosnih linija, što može dovesti do preopterećenja naponom i problema s reaktivnom snazju. Oni pružaju sekundarnu prednost smanjenjem preključnih preopterećenja kada su spojeni, ali to obično nije glavni razlog zašto javne električne poduzeća ih instaliraju. Glavni ciljevi shunt reaktora uključuju:
Kompenzacija kapacitance: Dugačke prenosne linije imaju značajnu kapacitancu, posebno na razini ekstremno visokog naponskog nivoa (EHV). Ova kapacitancija može uzrokovati preopterećenje naponom, posebno tijekom uvjetova slabe opterećenosti ili kada je linija otvorena. Shunt reaktori pomažu u umanjenju ovih preopterećenja tako što pružaju reaktivnu opterećenost koja protuteži kapacitivnim efektima.
Smanjenje preključnih preopterećenja: Iako to nije primarni cilj, shunt reaktori mogu također smanjiti preključna preopterećenja. Kada se prekidnik otvori ili zatvori, mogu se pojaviti privremena preopterećenja. Shunt reaktori mogu apsorbirati neke od tih privremenih stanja, time smanjujući intenzitet preopterećenja.
Primjena:
Shunt reaktori se obično instaliraju na pretvorama duž dugačkih prenosnih linija, posebno u EHV sustavima gdje je kapacitivni efekt izraženiji.
Obično se ne dodaju samo radi smanjenja preključnih preopterećenja jer druge mjere (poput rezistora za zatvaranje ili kontroliranog zatvaranja) su učinkovitije za tu specifičnu svrhu.
Rezistori za zatvaranje
Cilj:
Rezistori za zatvaranje koriste se za ograničavanje porasta napona na prihvatnom kraju prenosne linije kada se ona energizira. Glavni cilj je održati napon unutar prihvatljivih granica, obično oko 2 per unit (p.u.), kako bi se spriječila oštećenja opreme i osigurala stabilnost sustava.
Funkcija:
Kada se prenosna linija energizira, nagli porast struje može dovesti do značajnog porasta napona na prihvatnom kraju, što dovodi do preopterećenja naponom.
Rezistori za zatvaranje privremeno se spajaju serijalno s prekidnikom tijekom operacije zatvaranja. Oni ograničavaju početni porast struje i utišavaju bilo kakve rezultirajuće privremene stanja, time sprječavajući da napon premaši 2 p.u.
Nakon što se privremena stanja smirila, rezistori se preskaču, a linija normalno nastavlja raditi.
Prednosti:
Ograničavanje napona: Drži napon na prihvatnom kraju unutar sigurnih granica, štiti opremu i osigurava stabilan rad.
Utišavanje privremenih stanja: Smanjuje intenzitet preključnih preopterećenja, što je posebno važno u EHV sustavima.
Razgranato zatvaranje polova
Princip:
Razgranato zatvaranje polova uključuje zatvaranje pojedinačnih polova trofaznog prekidnika jednu polovicu ciklusa različito. Ideja je dopustiti da se privremena stanja u prvoj fazi utiše prije nego što se zatvori sljedeća faza, time smanjujući vjerojatnost teških preopterećenja naponom.
Funkcija:
U trofaznom sustavu, svaka faza se zatvara redom, s odmorom od pola ciklusa (10 ms na 50 Hz ili 8.33 ms na 60 Hz) između svake faze.
Razgranatim zatvaranjem, privremena stanja generirana prvim polom imaju vrijeme da se utiše prije nego što se sljedeći pol energizira. To smanjuje kumulativni efekt privremenih stanja i minimizira rizik od događaja preopterećenja naponom.
Prednosti:
Utišavanje privremenih stanja: Dopušta da se privremena stanja iz prve faze raspadnu prije nego što se zatvori sljedeća faza, smanjujući ukupnu težinu preopterećenja naponom.
Jednostavnija implementacija: Ne zahtijeva složene sustave kontrole, čime se postaje relativno jednostavna i učinkovita metoda za smanjenje preopterećenja naponom.
Zaustavljivači na kraju linije
Cilj:
Zaustavljivači na kraju linije instaliraju se na krajevima prenosnih linija kako bi se zaštitili od preopterećenja naponom uzrokovanog udarcima munje ili operacijama preključivanja. Oni ograničavaju preopterećenja naponom na mjestima gdje su instalirani na zaštitni nivo zaustavljivača.
Funkcija:
Zaustavljivači su dizajnirani da provode suvišnu energiju izvan sustava kada preopterećenja naponom premaši određeni prag. Oni ograničavaju napon na siguran nivo, spriječavajući oštećenja opreme i osiguravajući integritet prenosnog sustava.
Obično, zaustavljivači su postavljeni na oba kraja prenosne linije (pošiljateljski i prihvatni terminali). Međutim, oni ograničavaju preopterećenja naponom samo na tim specifičnim lokacijama i ne pružaju zaštitu duž cijele duljine linije.
Prednosti:
Zaštita od preopterećenja naponom: Efektivno štiti opremu na krajevima linije od preopterećenja naponom uzrokovanog udarcima munje ili preključivanjem.
Fokusirana zaštita: Pruža fokusiranu zaštitu na ključnim točkama sustava bez potrebe za dodatnom opremom duž cijele linije.
Kontrolirano zatvaranje
Princip:
Kontrolirano zatvaranje je napredna mjera mitigacije koja koristi dinamički kontroler za analizu diferencijalnog napona preko prekidnika, predviđanje budućih minima napona i zatvaranje prekidnika u optimalnom trenutku kako bi se minimalizirala preopterećenja naponom. Cijeli proces mora biti završen unutar manje od 0,5 sekunde kako bi bio učinkovit.
Funkcija:
Dinamički kontroler neprekidno nadgleda razliku napona preko prekidnika.
Prepoznaje točke minimalnog napona i predviđa kada će se buduća minima dogoditi.
Kontroler zatim zatvara prekidnik u predviđenoj točki minimalnog napona, osiguravajući da zatvaranje dogodi tijekom perioda niskog napona i minimalizirajući rizik od preopterećenja naponom.
Ova metoda zahtijeva brze i precizne algoritme kontrole, kao i točno vremensko upravljanje kako bi se osiguralo da prekidnik zatvori u optimalnom trenutku.
Prednosti:
Minimalizirana preopterećenja naponom: Zatvaranjem prekidnika u optimalnoj točki napon kontrolirano zatvaranje značajno smanjuje intenzitet preopterećenja naponom.
Poboljšana stabilnost sustava: Pomaže u održavanju stabilnosti sustava sprečavajući prekomjerne porasove napona tijekom energizacije linije.
Napredna tehnologija: Nudi sofisticiraniju i učinkovitiju rješenja u usporedbi s tradicionalnim metodama poput razgranatog zatvaranja polova ili rezistora za zatvaranje.
Profil preopterećenja naponom u EHV dugačkim linijama
Grafikon koji prikazuje profil preopterećenja naponom u EHV dugačkoj liniji demonstrira učinkovitost različitih opcija za ograničavanje preopterećenja naponom. Svaka metoda ima svoj učinak na razinu preopterećenja naponom, a izbor metode ovisi o specifičnim zahtjevima sustava.
Brza instalacija shunt reaktora: Smanjuje preopterećenja naponom zbog kapacitance linije i pruža neko smanjenje preključnih preopterećenja.
Rezistori za zatvaranje: Ograničavaju napon na prihvatnom kraju na 2 p.u., efektivno kontrolirajući preopterećenja naponom tijekom energizacije linije.
Razgranato zatvaranje polova: Smanjuje kumulativni efekt privremenih stanja dopuštajući da se one utišaju između zatvaranja faza.
Zaustavljivači na kraju linije: Štite krajeve linije od preopterećenja naponom, ali ne pružaju zaštitu duž cijele linije.
Kontrolirano zatvaranje: Minimalizira preopterećenja naponom zatvaranjem prekidnika u optimalnoj točki napon, pružajući najučinkovitiju kontrolu nad privremenim preopterećenjima naponom.
Svaka od ovih metoda može se koristiti pojedinačno ili u kombinaciji kako bi se postigla željena mitigacija preopterećenja naponom u EHV dugačkim linijama, ovisno o specifičnim potrebama i ograničenjima sustava.
