超高圧におけるスイッチング過電圧軽減方法

Edwiin

フィールド: 電源スイッチ

China

シャントリアクタの高速挿入

目的：

シャントリアクタは主に長距離送電線路の静電容量を補償するために使用され、これにより過電圧や無効電力の問題が生じます。接続時にスイッチング過電圧を減らすという二次的な利点もありますが、これは通常、電力会社がシャントリアクタを設置する主な理由ではありません。シャントリアクタの主な目的には以下のものがあります。

静電容量補償：長距離送電線路は特に超高圧（EHV）レベルで大きな静電容量を持っています。この静電容量は、軽負荷状態や線路が開いたときに過電圧を引き起こします。シャントリアクタは、これらの過電圧を静電容量効果と反対のリアクティブロードを提供することで軽減します。
スイッチング過電圧の削減：主な目的ではありませんが、シャントリアクタはスイッチング過電圧も削減することができます。回路ブレーカーが開閉するとき、一時的な過電圧が発生することがあります。シャントリアクタはこれらの一時的な過電圧を吸収し、その大きさを減らすことができます。

適用：

シャントリアクタは通常、特に静電容量効果が顕著なEHVシステムにおいて、長距離送電線路沿いの変電所に設置されます。
スイッチング過電圧の単純な削減のために設置されるのはまれです。他の方法（例えばクロージング抵抗器や制御されたクロージング）の方がこの特定の目的にはより効果的だからです。

クロージング抵抗器

目的：

クロージング抵抗器は、送電線路に電力を供給する際に受電端での電圧上昇を制限するために使用されます。主な目標は、設備の損傷を防ぎ、システムの安定性を確保するために、電圧を許容範囲内（通常は2パーセント単位）に保つことです。

動作：

送電線路に電力を供給すると、突然の電流の増加により受電端で大きな電圧上昇が生じ、過電圧状態になります。
クロージング抵抗器は、クロージング操作中に一時的に回路ブレーカーと直列に接続されます。これにより、初期の電流の急増とそれに伴う過渡現象が抑制され、電圧が2パーセント単位を超えることが防げます。
過渡現象が収束した後、抵抗器はバイパスされ、線路は正常に動作します。

利点：

電圧制限：受電端の電圧を安全な範囲内に保ち、設備を保護し、安定した動作を確保します。
過渡現象の抑制：スイッチング過電圧の大きさを減らします。これは特にEHVシステムにおいて重要です。

段階的な極間クロージング

原理：

段階的な極間クロージングでは、三相回路ブレーカーの各極を半周期ずつ遅らせながらクロージングします。最初の相の過渡現象が次の相がクロージングされる前に衰えるようにすることで、重大な過電圧のリスクを減らします。

動作：

三相システムでは、各相を順番にクロージングし、各相間に半周期（50 Hzの場合10 ms、60 Hzの場合8.33 ms）の遅延を設けます。
段階的なクロージングにより、最初の相によって生成された過渡現象が次の相がエネルギー化される前に消滅する時間が得られます。これにより、過渡現象の累積効果が減少し、過電圧イベントのリスクが最小限に抑えられます。

利点：

過渡現象の抑制：最初の相の過渡現象が次の相がクロージングされる前に消滅する時間を与え、全体的な過電圧の深刻さを減らします。
簡易な実装：複雑な制御システムを必要としないため、過電圧の緩和に比較的簡単かつコスト効率の高い方法です。

ライン端子アレスター

目的：

ライン端子アレスターは、雷による打撃やスイッチング操作によって生じる過電圧から保護するために送電線路の端に設置されます。アレスターが設置された場所での過電圧をアレスターの保護レベルに制限します。

動作：

アレスターは、過電圧が一定の閾値を超えたときに余剰エネルギーをシステムから導き出すように設計されています。アレスターは電圧を安全なレベルに抑えることで、設備の損傷を防ぎ、送電システムの整合性を確保します。
通常、アレスターは送電線路の両端（送電端と受電端）に設置されます。しかし、これらは特定の位置でのみ過電圧を制限し、線路全体の保護は提供しません。

利点：